JPWO2009025286A1 - 照明装置 - Google Patents

Abstract

発光効率が高く、連続駆動寿命が改善された、有機エレクトロルミネッセンスを利用した照明装置であって、基板、陰極、陽極、前記陰極と陽極に挟まれた有機層、封止部材から構成される有機エレクトロルミネッセンスを用いた照明装置において、該基板の熱伝導率が２〜３０００Ｗ／ｍ・Ｋであることを特徴とする照明装置。

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子を利用した照明装置に関し、特に電力消費量が小さく、連続駆動寿命が改良された照明装置に関する。

従来、有機エレクトロルミネッセンス素子を使用した面光源である照明装置が提案されてきており、特に発光効率が高いため、省エネルギーの観点からも有望視されている。

照明装置としては、有機ＥＬ素子を単独で用いたもの、或いはこれら素子の幾つかを集合したもの、更にはパネル構造としたもの等が開示されている。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰陽電極の間に、有機層の薄膜を極めて精密に設置するために、ガラス基板上に形成されるのが一般的であり、近年では実用化を意図した大面積の照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、有機エレクトロルミネッセンス素子を使用した照明装置は、まだその駆動寿命が不充分であり、有機材料をはじめ、有機層構成、電極関係、製造方法など、あらゆる面から改良が試みられている。
特開２００４−６９７７４号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、発光効率が高く、連続駆動寿命が改善された、有機エレクトロルミネッセンス素子を利用した照明装置を提供することになる。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、光学部材及び有機層材料等を鋭意検討した結果、駆動の際の放熱効果が問題であることを見出し、用いる基板の特性に注目し、熱伝導度が２〜３０００Ｗ/ｍ・Ｋである基板を用いることで、連続駆動発光する際の輝度低下を改善した有機エレクトロルミネッセンスを利用した照明装置を提供することができた。また、熱膨張係数が１×１０^−６〜１０×１０^−６／Ｋである基板を用いること、セラミックの基板を用いること、有機エレクトロルミネッセンスの構造をトップエミッションとすること、少なくとも１つの電極と基板を接触させた照明装置とすること、基盤と反射電極の間に絶縁層が設置されていること、有機層の材料に特定の化合物を含有することにより、さらに連続駆動発光する際の輝度低下を改善した有機エレクトロルミネッセンスを利用した照明装置を提供することができた。

すなわち、本発明に係る上記課題は、下記の手段により解決される。

１．少なくとも基板、陰極、陽極及び該陰極と該陽極に挟まれた有機層から構成される有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置において、該基板の熱伝導率が２〜３０００Ｗ／ｍ・Ｋであることを特徴とする照明装置。

２．前記基板の熱膨張係数が、１×１０^−６〜１０×１０^−６／Ｋであることを特徴とする前記１に記載の照明装置。

３．前記基板が、セラミックであることを特徴とする前記１又は２に記載の照明装置。

４．前記有機エレクトロルミネッセンス素子の構造がトップエミッション型であることを特徴とする前記１〜３の何れか１項に記載の照明装置。

５．前記陽極及び前記陰極の少なくとも一方が基板と接触していることを特徴とする前記１〜４の何れか１項に記載の照明装置。

６．前記基板と前記陰極の間に絶縁層が設置されていることを特徴とする前記１〜５の何れか１項に記載の照明装置。

７．前記有機層に、下記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含有することを特徴とする前記１〜６の何れか１項に記載の照明装置。

式中、Ｒ₁は置換基を表す。Ｚは５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。ｎ１は０〜５の整数を表す。Ｂ₁〜Ｂ₅は炭素原子、窒素原子、酸素原子もしくは硫黄原子を表し、Ｂ₁〜Ｂ₅の少なくとも一つは窒素原子を表す。Ｍ₁は元素周期表における８族〜１０族の金属を表す。Ｘ₁およびＸ₂は炭素原子、窒素原子もしくは酸素原子を表し、Ｌ₁はＸ₁およびＸ₂とともに２座の配位子を形成する原子群を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３である。

８．前記基板の、光を取り出す側と反対側の面に磁石層または接着層を設けたことを特徴とする前記１〜７の何れか１項に記載の照明装置。

本発明により、消費電力が少なく、連続駆動においても耐久性の高い照明装置を提供することができた。

本発明の照明装置の一形態を示す概略構成図である。 本発明の照明装置の他の一形態を示す概略構成図である。 本発明の照明装置の他の一形態を示す概略構成図である。 本発明の照明装置の他の一形態を示す概略構成図である。 評価用照明装置の接続回路図を示す。

符号の説明

１ 基板
２ 陰極
３ 陽極
４ 有機層
５ 電源
６ 絶縁層
７ 絶縁層抜け領域
１０ 評価用パネル
１１ 電源
１２ 可変抵抗

以下、本発明の有機ＥＬ素子を利用した照明装置について具体的に詳述する。

《基板》
本発明の照明装置を構成する有機ＥＬ素子に用いられる基板は、熱伝導率が２〜３０００Ｗ／ｍ・Ｋである。尚、熱伝導率はＪＩＳ−Ｒ１６１１に規定されているレーザフラッシュ法による熱伝導率試験方法に基づいて行った。なお試験温度は室温（２５℃）、試験片形状は直径１０ｍｍ、厚み２ｍｍとした。

基板材料の熱伝導率は、好ましくは１０〜５００Ｗ／ｍ・Ｋ、更に好ましくは１００〜５００Ｗ／ｍ・Ｋである。代表的な材料として、例えば、セラミック、シリコン、や、白金、鉄、アルミニウム、金、銀、銅等の金属材料、或いはこれらの金属を含有する材料等を挙げることができる。

これらの中でもセラミックが好ましく、セラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア等が挙げられる。

また、基板の熱膨張係数は１×１０^−６〜１０×１０^−６／Ｋであることが好ましい。これは、熱膨張率が大きいと、その膨張性のために有機エレクトロルミネッセンスが影響を受け、発光指数やダークスポットが劣化するためである。尚、熱膨張係数はＪＩＳ−Ｒ１６１８−２００２に規定されている方法に基づいて行った。

代表的基板材料の熱膨張係数を示すと、ガラス ８×１０^−６／Ｋ、アルミニウム ２５×１０^−６／Ｋ、セラミックの窒化アルミニウム ４×１０^−６／Ｋである。

本発明に用いられる基板としては、特に、熱伝導率が高く、熱膨張係数の小さいセラミックの窒化アルミニウムが好ましい。

本発明においては、有機エレクトロルミネッセンス素子の構造がトップエミッション型であることが好ましい。トップエミッション型とは基本的に、基板上に順に、陰極、有機層、陽極（透明電極）で形成されており、有機層で発光した光は基板と反対側の陽極の透明電極を通って外部に放出される。

基板側に、陰極として金属を主体とする反射電極を用いると、有機層で発生した熱を効率よく基板側に移動させることができるので、本発明の熱伝導性の高い基板との組合せによって、従来にない放熱効果を得ることができる。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光寿命を改善することができる。

本発明においては、基板と少なくとも一方の電極を接触させることが好ましく、これによって放熱効果を更に高めることができる。

本発明の基板は透明でも、不透明でも良いが、不透明である方が光取出し効果の点で好ましい。

また、軽量でフレキシブル性が付与できるので、熱伝導率が本発明の範囲であり、バリア性が高い樹脂フィルムでも構わない。本発明のバリア性が高いとは、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、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０^-3ｇ／（ｍ²・２４ｈ）以下を指す。

《基板と電極との接触》
本発明の好ましい実施の形態を図１から図４に示した。

図１は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略構成図である。図１（ａ）は平面図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ′線での断面図を示す。図中、基板１上には陰極２が形成されており、その上には発光層を含む有機層４が形成され、更にその上には陽極３（透明電極）が形成されている。矢印で示された方向に光取り出しが行われる。陰極２、有機層４、陽極３の何れの層も基板１に接する様に配置されており、この場合の基板は絶縁性の基板を用いることが必要である。

図２は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の他の例を示す概略構成図である。図２（ａ）は平面図を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ′線での断面図を示す。基板１上には絶縁層６が全面に形成されており、その上に図１と同様の、陰極２、発光層を含む有機層４、陽極３が形成されている。陰極２、有機層４、陽極３の何れの層も基板１に接することはなく、この場合の基板は導電性の基板を用いることができる。

図３、４は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の更に他の例を示す概略構成図である。図３及び４の（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ′線での断面図を示す。

絶縁層の一部に絶縁層抜け領域７を形成し、図３は陽極３の一部が基板１と接触するように形成したものであり、図４は陰極２の一部が基板１と接触するように形成したものである。絶縁層６を設けることにより、基板を導電性で熱伝導率の高い材料を用いることができる。

本発明においては、少なくとも一方の電極が基板に接触する構造とすることが好ましく、特に陰極が基板に接触する構造とすることが好ましい。

本発明の基板は熱伝導率が高いので、この接続により放熱効果が高まり、更に基板の電気導電率が高い場合には電極の抵抗が低くなるので、発光時の駆動電圧が下がり、発光効率が向上する。本発明の光取出し側の電極は、少なくとも透明性であり、透過率が１０％以上のであることが好ましい。

一般に陰極は光取り出し側とは反対の電極であり、光取出し効率を高めるために反射性であることが好ましい。下記に好ましく用いられる陰極材料を示す。

《陰極》
陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。

陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の項で説明する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。

《陽極》
一方、有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。また、有機層の上に形成する場合は有機層へのダメージを軽減するために、当業界で知られるバッファー層を設けても良いし、封止ガラス上に予め作製した陽極を有機層と密着させても良い。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、コーティング方式など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。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

《絶縁層》
本発明に好ましく用いられる絶縁層は、絶縁性の高い有機物質もしくは無機物質の層である。フォトリソグラフィー法によるパターン化が容易である点で、感光性樹脂で構成することが好ましく、感光性樹脂としては、ポリイミド系、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケイ皮酸系、環化ゴム系、もしくはノボラック樹脂系等の樹脂を挙げることができる。これらの感光性樹脂を、適宜なコーティング方法、例えば、スピンコーティング法、ロールコーティング法、もしくはバーコーティング法等により、コーティングして塗膜を形成し、得られた塗膜を所定のフォトマスクを介して露光し、その後、現像液を用いて現像することにより、不要部分を除去してパターン状の絶縁層とすることができる。厚みとしては通常、０．５μｍ〜２μｍ程度である。

本発明においては、基板として表面平滑性が劣るようなセラミック材料を用いた場合でも、基板上に上記絶縁層を設けることによって表面平滑性を高めることができ、電極の設置に有利である。

《磁石層、接着層》
本発明に係る有機ＥＬ素子を用いた照明装置は、基板の光を取り出さない側に薄い磁石層や接着層を取り付けることにより、どこでも簡便に本発明の照明装置を取り付けることができる。更にフレキシブルの基板や封止材を適用すると、本発明の照明装置を任意の形状で簡便に取り付けることができる。

上記の磁石層や接着層に用いる材料として、熱伝導性の高い材料を選択することによって、基板を経由した熱を壁、天井、床などの取り付け対象物に逃がすことができるので好ましい。

《有機ＥＬ素子の構成》
本発明に係る有機ＥＬ素子は、基板、陰極、陽極、該陰極と該陽極に挟まれた有機層、封止部材から構成される。

本発明で言う有機層とは、陰極と陽極に挟まれた総ての層であり、少なくとも１層の発光層を含有する。陰極、陽極、該陰極と該陽極に挟まれた有機層の好ましい構成の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。

（ｉ）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（iii）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
なお、上記の正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層及び下記中間層を総称して「キャリア制御層」という。また、「キャリア」とは電子及び正孔をいい、「キャリア輸送層」は、キャリア輸送材料からなる層であるが、ｐ型又はｎ型半導体層から構成されることが好ましい。ここで、「ｐ型又はｎ型半導体層」とは、各々電子受容性化合物又は電子供与性化合物を含有し半導性を示す有機層をいう。

また、「発光層ユニット」とは、発光層１層であってもよく、又複数の発光層を有する構成単位であって、最も陽極側の発光層から最も陰極側の発光層まで積層された有機層であってもよい。すなわち、各発光層は、異なる発光色の発光性化合物を含有する有機層からなる。なお、当該ユニットは、各発光層間に非発光性の中間層を有していることが好ましい。

当該発光層ユニットの代表例を以下に例示するが、これらに限定されない。

（ｉ）発光層−１／発光層−２
（ii）発光層−１／中間層／発光層−２
（iii）発光層−１／正孔阻止層／発光層−２
（iv）発光層−１／電子阻止層／発光層−２
（ｖ）発光層−１／発光層−２／発光層−３
（vi）発光層−１／中間層／発光層−２／中間層／発光層−３
（vii）発光層−１／中間層／発光層−２／正孔阻止層／発光層−３
（viii）発光層−１／電子阻止層／発光層−２／中間層／発光層−３
本発明に係る発光層の層厚の総和は特に制限はないが、層の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、且つ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２〜３０ｎｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは５〜２５ｎｍの範囲である。

本発明に係る発光層を真空蒸着方法により形成する際は、ホスト化合物や発光性ドーパント等の蒸着速度や蒸着量を適切に制御することが必要である。好ましい蒸着速度は、０．０５ｎｍ／秒以下、特に好ましくは０．０３ｎｍ／秒である。蒸着速度を比較的遅くすることにより、発光性ドーパントやホスト化合物を特定サイトに選択的に蒸着させるためである。好ましい蒸着量は所望の層厚や不連続性に応じて調製することができる。また、蒸着サイトを限定するために蒸着パターンに応じたマスクを利用することも好ましい。

青、緑、黄、赤の各発光層の積層順については特に制限はないが、本発明に係る前記一般式（１）で表される青色発光性ドーパントを使用することが望ましく、発光層の中で最も陰極側に設けることが好ましい。なお、各発光層間に非発光性の中間層を有していることが好ましい。本発明に係る前記一般式（１）で表される化合物については後述する。

次に、発光層に含まれるホスト化合物及び発光性ドーパント（「発光ドーパンント」、「発光性ドーパント化合物」ともいう。）について説明する。

（ホスト化合物）
本発明に係る有機ＥＬ素子の発光層に含まれるホスト化合物とは、その化合物上のキャリアの再結合によって生成した励起子のエネルギーを発光性化合物（発光性ドーパント：ゲスト化合物）に移動し、その結果、当該発光性化合物を発光させる化合物、及び当該ホスト化合物上のキャリアを発光性化合物にトラップさせ、当該発光性化合物上で励起子を生成させ、その結果、当該発光性化合物を発光させる化合物をいう。したがって、ホスト化合物自体の発光能は低い程良い。例えば、室温（２５℃）におけるリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満、好ましくは０．０１未満である化合物である。また、発光層に含有される化合物の中で、そのホスト化合物の比率は２０質量％以上であることが好ましい。

ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、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、後述する発光性ドーパントとして用いられるリン光性化合物等を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することが可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。

（発光性ドーパント）
本発明に係る発光性ドーパントとしては、蛍光性化合物、リン光性化合物（「リン光発光性化合物」、「リン光発光体」等ともいう。）を用いることが出来るが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明に係る有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光性ドーパント（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、少なくとも１種以上のリン光発光体を含有する。蛍光発光体を併用する場合は、青色を選択することが好ましい。

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

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

リン光発光体の発光の原理としては、２タイプが挙げられ、一つのタイプはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光体に移動させることでリン光発光体からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つのタイプは、リン光発光体がキャリアトラップとなり、リン光発光体上でキャリアの再結合が生じ、リン光発光体からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光発光体の励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。

本発明に係るリン光発光体としては、好ましくは元素の周期表で８族〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、更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。

リン光発光体は、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、青色発光層には、発光極大波長が４８０ｎｍ以下の前記一般式（１）で表されるリン光発光材料を用いることが好ましい。

以下、一般式（１）で表されるリン光発光材料（リン光発光ドーパントともいう。）について詳述する。

一般式（１）で表される化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いるドーパントとしては、発光効率と寿命に優れたものである。本発明の熱伝導性の高い基板と組み合わせて用いることにより、その寿命がさらに向上することを見出したものである。

《一般式（１）で表されるリン光発光性化合物》
本発明に係る前記一般式（１）で表されるリン光性化合物において、Ｒ₁で表される置換基としては、例えばアルキル基（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またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、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）等が挙げられる。

これらの置換基のうち、好ましいものはアルキル基もしくはアリール基である。

Ｚは５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表し、好ましくは芳香族炭素環基又は複素環基である。Ｚにより形成される５〜７員環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピロール環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環及びチアゾール環等が挙げられる。これらのうちで好ましいものは、ベンゼン環である。

Ｂ₁〜Ｂ₅は炭素原子、窒素原子、酸素原子もしくは硫黄原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。これら５つの原子により形成される芳香族含窒素複素環としては単環が好ましい。例えば、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサジアゾール環及びチアジアゾール環等が挙げられる。これらのうちで好ましいものは、ピラゾール環、イミダゾール環であり、さらに好ましくはイミダゾール環である。これらの環は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。置換基として好ましいものはアルキル基およびアリール基であり、さらに好ましくは、アリール基である。

Ｌ₁はＸ₁、Ｘ₂と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。Ｘ₁−Ｌ₁−Ｘ₂で表される２座の配位子の具体例としては、例えば、置換また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、ピコリン酸及びアセチルアセトン等が挙げられる。

これらの基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。

ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３である。中でも、ｍ２は０である場合が好ましい。

Ｍ₁で表される金属としては、元素周期表の８族〜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、さらに好ましくはイリジウムである。

なお本発明に係る一般式（１）で表されるリン光発光性化合物は、重合性基または反応性基を有していてもいなくてもよい。

また、前記一般式（１）において、Ｂ₁〜Ｂ₅で形成される含窒素複素環はイミダゾール環であることが好ましい。

また、Ｂ₁〜Ｂ₅で形成される含窒素複素環がイミダゾール環の場合、前記一般式（１）は下記一般式（２）で表されることがより好ましい。

一般式（２）において、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は置換基を表す。Ｚは５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。ｎ１は０〜５の整数を表す。Ｍ₁は元素周期表における８族〜１０族の金属を表す。Ｘ₁およびＸ₂は炭素原子、窒素原子もしくは酸素原子を表し、Ｌ₁はＸ₁およびＸ₂とともに２座の配位子を形成する原子群を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３である。

一般式（２）において、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃で表される置換基は前記一般式（１）におけるＲ₁で表される置換基と同義である。また、Ｚ、Ｍ₁、Ｘ₁およびＸ₂、Ｌ₁等についても前記一般式（１）におけるものと同義である。また、ｍ１、ｍ２も同義である。

また、一般式（２）のＲ₂で表される基として、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基）が好ましく、なかでも置換アリール基が好ましい。

以下に本発明に係る一般式（１）、また一般式（２）で表されるリン光発光性化合物の具体的な例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４巻、６９５〜７０９頁（２００４年）、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。

これらの一般式（１）で表される化合物をドーパントとして有機ＥＬ素子を用いた本発明の照明装置は、連続駆動においてより優れた性能を示すことが分かった。

（蛍光性化合物：蛍光発光体）
蛍光性化合物（「蛍光発光体」、「蛍光性ドーパント」等ともいう。）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、又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、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開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、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開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、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開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、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等が挙げられる。

《非発光性の中間層》
本発明においては、キャリア制御層として、非発光性の中間層を設けることが好ましい。非発光性の中間層の層厚としては、１〜１５ｎｍの範囲にあるのが好ましく、更には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など相互作用を抑制し、且つ、素子の電流電圧特性に大きな負荷を与えないという観点から好ましい。

この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一でも異なっていてもよいが、隣接する２つの発光層のすく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。

《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。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。

本発明においては、正孔輸送層は、所謂ｐ型半導体層であることが好ましい。低駆動電圧化に効果が認められ、キャリア（エレクトロン）アクセプターのドープにより、正孔密度を高めたり、高いＨＯＭＯ準位を形成しホッピング伝導による正孔移動度を高めているためと解釈されている。

正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、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、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等の無機化合物も使用することができる。

本発明に係るキャリア（エレクトロン）アクセプター材料としては、既知の材料を使用できる。例えば、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２）， ｐ．１３９）、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、特開２００１−１０２１７５号公報、特開２００４−２８１３７１号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。また、特願２００４−２１５７２７号における一般式（１）〜（７）も好ましく用いられる。

上記正孔輸送材料やキャリア（エレクトロン）アクセプターは、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。

材料の種類により特定できないが、本発明に係るアクセプター含有平均体積濃度は０．１％〜３０％であり、少なくとも該平均濃度よりも３％以上濃度が異なる領域が存在することが好ましい。また、最高濃度と最低濃度の差は１％〜３０％であること、好ましくは１％〜２０％、更に好ましくは、１％〜１０％である。最高濃度領域の層厚比は１％〜５０％であり、更に好ましくは２％から４５％である。

層厚としては通常は１ｎｍ〜１μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。本発明に係る正孔輸送層と陰極側に隣接する有機層界面から５ｎｍ以内では、キャリア（エレクトロン）アクセプターの濃度は導電性を損なわない範囲で低いほど、連続駆動寿命の観点から好ましい。

《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。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。

本発明においては、電子輸送層は所謂ｎ型半導体層であることが好ましい。駆動電圧に効果が認められ、キャリア（エレクトロン）ドナーのドープにより、電子密度を高めたり、高いＬＵＭＯ準位を形成しホッピング伝導による電子移動度を高めているためと解釈されている。

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。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、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）、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。

本発明に係るキャリアドナー材料としては、既知の材料を使用できる。例えば、特開平４−２９７０７６号公報、特開平１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、特開２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）などに記載されたものが挙げられる。また、特願２００４−２１５７２７号における一般式（８）〜（１０）も好ましく用いられる。本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を本発明に係るｐ性半導体層と併用することにより、低消費電力の素子を作製することが可能となる。

上記電子輸送材料やキャリア（エレクトロン）ドナーは、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。

好ましいドナー蒸着条件材料の種類により特定できないが、本発明に係るドナー含有平均体積濃度は５％〜９５％であり、少なくとも最大濃度と最低濃度の差が、５％以上濃度が異なる領域が存在することが好ましい。また、最高濃度と最低濃度の差は２０％〜９０％であることが好ましい。好ましい最高濃度は１５％〜９５％、更に好ましくは、２５％〜９０％である。電子輸送層における最高濃度領域の膜厚比は１％〜５０％であり、更に好ましくは２％から４５％である。層厚としては通常は１ｎｍ〜１μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。陽極側に隣接する有機層界面から本発明に係る電子輸送層の１／３の層厚における領域では、キャリアドナーの濃度は導電性を損なわない範囲で低いほど、連続駆動寿命の観点から好ましい。材料によって異なるが、５以下である場合が多い。本発明はドナー体積濃度が５％以上異なる領域が３つ以上あると、発光効率が更に向上する場合があり、その一例は連続的に変化する場合である。本発明で言う局所的とは、例えば、ドナー体積濃度が異なる１ｎｍ以上の膜厚構成を任意に組み合わせた場合を挙げることができる。この場合でも、ドナー体積濃度は、最大濃度と最低濃度の差は５％以上である。

《注入層：電子注入層、正孔注入層》
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発光層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。

注入層は必要に応じて設け、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。

陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１〜５μｍの範囲が好ましい。

《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
正孔阻止層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、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。本発明に係る有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。

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

《光散乱シート》
本発明に係る光散乱シートとは、光を散乱させる機能に留まらず、光を取り出す効率を高める機能、或いは表示を目的の１つとする特別照明などの用途によっては、光取り出し機能や、取り出した光の配光特性を任意に調整する光集光機能を含む。

本発明に係る有機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。通常、透明封止部材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透明封止部材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、透明封止部材の表面にプリズムやレンズ状の加工を施す、もしくは透明封止部材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。

《バリア膜の形成方法》
バリア膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法など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。

本発明に係る有機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。

《封止部材》
本発明に係る有機ＥＬ素子に好ましく用いられる封止手段としては、例えば封止部材と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素子の発光領域を覆うように配置されており、凹板状でも、平板状でもよい。

本発明の照明装置の好ましい態様であるトップエミッション構造とするためには透明性であることが必要である。

封止部材として具体的には、ガラス板、ポリマー板、ポリマーフィルム、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。

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を使用することが好ましい。ポリマーフィルムとしては、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、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および熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系などの熱および化学硬化型（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。

封止部材と有機ＥＬ素子の発光領域の間隙には、気相および液相では、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、封止部材と有機ＥＬ素子の発光領域以外の間隙には、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）等があげられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物およ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》
有機層を挟み基板と対向する側の前記封止部材（板、膜あるいはフィルム）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。

《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明に係る有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、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例を示す。まず適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍ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、陰極を作製する。次に、この上に有機ＥＬ素子材料である電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層等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、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、均質な膜が得られやすく、且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。更に層毎に異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０℃〜４５０℃、真空度１０^-6Ｐａ〜１０^-2Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。これらの層を形成後、その上に陽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、陽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電子注入層から陽極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。

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２Ｖ〜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。

有機ＥＬ素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６〜２．１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（透明電極と空気との界面）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、発光面の固層に凹凸を形成し、固層と空気界面での全反射を防ぐ方法、基板に反射性を持たせたり、素子の側面等に反射面を形成する方法、低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、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などが挙げられる。

本発明に係る有機ＥＬ素子は、基板と反対側の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上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）など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良い。

また、有機ＥＬ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）などを用いることができる。

《照明装置》
本発明に係る有機ＥＬ素子を適用した照明装置について説明する。

本発明に係る有機ＥＬ素子を用いた照明装置は、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、静止画像や動画像の表示装置（ディスプレイ）のバックライトとして使用することができる。
発光層に用いる発光ドーパント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）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る白金錯体、また公知の発光ドーパントの中から任意のものを選択して組み合わせて、また本発明に係る光取り出し及び／または集光シートと組み合わせて、白色化すればよい。

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。

実施例１
《有機ＥＬ素子Ｎｏ．１０１の作製》
大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのガラス基板を、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分間行った後、この透明支持基板を市販の真空蒸着装置に接続するプラズマ処理用チャンバー内の基板ホルダーに固定した。また、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。

酸素圧力１Ｐａ、電力１００Ｗ（電極面積 約４５０ｃｍ²）で２分間、プラズマ処理を行った後、基板を大気に曝露することなく、真空度１×１０^-4Ｐａまで減圧した後、有機層蒸着チャンバーに移送し、反射性陰極として１００ｎｍの厚さでＡｌの蒸着をマスクを用いて行った。

次いで有機層を順次蒸着した。

ＣｓＦを膜厚比で１０％になるように化合物Ｍ−１と共蒸着し、厚さ４５ｎｍの電子輸送層を形成した。その後、化合物Ｍ−１を膜厚１０ｎｍに蒸着して正孔阻止層を形成した。

次いで、以下の手順で各発光層を設けた。

化合物Ｄ−１及びＨ−１を、Ｄ−１が５質量％の濃度になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、発光極大波長が５１８ｎｍ、厚さ５ｎｍの緑色燐光発光層（発光層１）を形成した。次いで、化合物Ｄ−２及びＨ−１を、Ｄ−２が８質量％の濃度になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、発光極大波長が６２２ｎｍ、厚さ１０ｎｍの赤色燐光発光層（発光層２）を形成し、更に、Ｄ−４およびＨ−１を、Ｄ−４が９質量％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、発光極大波長が４７０ｎｍ、厚さ２０ｎｍの青色燐光発光層（発光層３）を形成した。

次いで、α−ＮＰＤを同様にして蒸着し３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。更に、ｍ−ＭＴＤＡＴＡの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し、１０ｎｍの正孔注入層を設けた。

更に、ＩＴＯ１５０ｎｍをスッパタ法にて陽極を形成し、図１の有機ＥＬ素子Ｎｏ．１０１を作製した。

次いで、有機ＥＬ素子Ｎｏ．１０１の発光面側を、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）中でガラスケースで覆い、基板とガラスケースを紫外線硬化型接着剤で接着した。尚、ガラスケース内には窒素ガスが充填されている。最後に光を取り出す側のガラスケース前面に拡散シート（つじでん社製、商品番号Ｄ−１２３）を貼り付け照明装置Ｎｏ．１−１を作製した。

基板の材料、積層形態を表１に示すように変更した以外は、有機ＥＬ素子Ｎｏ．１０１と同様にして有機ＥＬ素子Ｎｏ．１０２〜１０７を作製し、同様にして照明装置Ｎｏ．１−２〜１−７を作製した。

このように作製した各照明装置を以下のようにして評価した。結果を表１に示す。

〔電力効率の測定〕
分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて、各有機ＥＬ素子の正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度１０００ｃｄ／ｍ²における電力効率を求めた。なお、表１には、照明装置Ｎｏ．１−１の電力効率を１００とした際の相対値で表示した。

〔駆動寿命〕
正面輝度４０００ｃｄ／ｍ²を初期輝度として連続駆動時の輝度変動を追跡し、輝度半減時間を分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）により測定した。なお、表１には、照明装置Ｎｏ．１−１の輝度半減時間を１００とした際の相対値で表示した。

〔発光死枚数とダークスポット枚数〕
各照明装置１−１〜１−７について、それぞれパネル２０個を作製し、各パネルを並列に接続して評価用照明装置を作製した。図５に評価用照明装置の接続回路図を示す。各パネル１０（Ｐ１〜２０）、電源１１、可変抵抗１２を示す。

パネルの発光輝度が２，０００ｃｄ／ｍ^２となるように設定し、連続して１，０００時間駆動させた。発光しなくなったパネルが出現した場合、ほぼ同一輝度になるよう可変抵抗１２で調節した。

１０００時間経過後に、発光しなくなったパネル枚数（発光死枚数）と、ダークスポットが発生したパネル枚数をカウントした。なお、ダークスポット発生の有無は、目視観察にて判断した。

上記評価結果を表１に示す。

表１に示した結果から明らかなように、本発明により、電力効率と駆動寿命を飛躍的に向上することができることが分かる。これは本発明の技術思想における、放熱効果と電極の抵抗が下がったためと推定される。

実施例２
《有機ＥＬ素子Ｎｏ．２０１〜２０８の作製》
実施例１の有機ＥＬ素子Ｎｏ．１０７を２０１とし、以下表２に示したごとく、本発明に係る一般式（１）で示される化合物に変更し、層構成を変更して有機ＥＬ素子Ｎｏ．２０２、２０３、基板をセラミック（ＡｌＮ）に替えた２０４〜２０６、および比較例として基板がガラスの２０７，２０８を作製し、実施例１と同様にして各照明装置Ｎｏ．２−１〜２−８を作製した。実施例１と同様な評価を行い、結果を表３に示した。

本発明の一般式（１）で示される化合物を用いることにより、更に電力効率が向上し、連続駆動寿命が延び、耐久性が向上していることが分かる。熱伝達率は小さいが、熱膨張係数の小さいセラミック（ＡｌＮ）は耐久性に優れることが分かる。

また、照明装置Ｎｏ．２−１〜２−８の光を取り出さない側に粘着テープを取り付けることにより、壁に容易に取り付けることができた。

Claims (8)

1. 少なくとも基板、陰極、陽極及び該陰極と該陽極に挟まれた有機層から構成される有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置において、該基板の熱伝導率が２〜３０００Ｗ／ｍ・Ｋであることを特徴とする照明装置。
2. 前記基板の熱膨張係数が、１×１０^−６〜１０×１０^−６／Ｋであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の照明装置。
3. 前記基板が、セラミックであることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の照明装置。
4. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子がトップエミッション型であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項の何れか１項に記載の照明装置。
5. 前記陽極及び前記陰極の少なくとも一方が基板と接触していることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項の何れか１項に記載の照明装置。
6. 前記基板と前記陰極の間に絶縁層が設置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項の何れか１項に記載の照明装置。
7. 前記有機層に、下記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項の何れか１項に記載の照明装置。
   
   〔式中、Ｒ₁は置換基を表す。Ｚは５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。ｎ１は０〜５の整数を表す。Ｂ₁〜Ｂ₅は炭素原子、窒素原子、酸素原子もしくは硫黄原子を表し、Ｂ₁〜Ｂ₅の少なくとも一つは窒素原子を表す。Ｍ₁は元素周期表における８族〜１０族の金属を表す。Ｘ₁およびＸ₂は炭素原子、窒素原子もしくは酸素原子を表し、Ｌ₁はＸ₁およびＸ₂とともに２座の配位子を形成する原子群を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３である。〕
8. 前記基板の、光を取り出す側と反対側の面に磁石層または接着層を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項の何れか１項に記載の照明装置。