発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法
【課題】本発明の課題は、色変換方式の有機ＥＬ素子における発光の色変換効率を改善し、かつ色純度の高い発光が得られる発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法を提供することである。
【解決手段】基板上に、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光部と、該有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層を備えてなる発光素子であって、前記有機電界発光部と前記色変換層が共に光反射層と半透過半反射層で挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法。
【解決手段】基板上に、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光部と、該有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層を備えてなる発光素子であって、前記有機電界発光部と前記色変換層が共に光反射層と半透過半反射層で挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高色純度の発光が得られる発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流を通じることによって励起され発光する薄膜材料を用いた有機電界発光素子（以後の説明で、有機ＥＬ素子と記する場合がある）が知られている。有機ＥＬ素子は、低電圧で高輝度の発光が得られるために、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、ＴＶモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で幅広い潜在用途を有し、それらの分野でデバイスの薄型化、軽量化、小型化、および省電力のなどの利点を有する。このため、将来の電子ディスプレイ市場の主役としての期待が大きい。しかしながら、実用的にこれらの分野で従来ディスプレイに代わって用いられるためには、発光輝度と色調、広い使用環境条件下での耐久性、安価で大量生産性など多くの技術改良が課題となっている。
【０００３】
また、有機ＥＬ素子を用いた多色表示装置は、該素子を平面上に複数配列し、直線発光もしくは平面発光する装置である。配列する発光素子数は特に限定されないが、目的と用途によって求められる長さもしくは面積の発光を得るように決定される。一般には、小面積の場合には１０個×１０個以上が２次元配列され、比較的大きい面積では１００個×１００個以上、大きい面積では１０００個×１０００個以上が２次元配列される。
例えば、図１に示す模式図は発光素子（Ｐｘ）を１２個×１２個、合計１４４個平面上に配列した表示装置（Ｄ）の素子配列である。破線で囲まれた１００個の発光素子からなる領域が有効発光領域である。１つの発光素子のサイズが４ｍｍ×４ｍｍとすると有効発光領域は約１００ｍｍ×１００ｍｍである。
【０００４】
これらの表示装置を効率よく、生産することも実用的には大きな課題であり、生産性に優れた素子構成を開発することも技術課題となっている。
【０００５】
例えば、多色表現のための赤（Ｒ）発光、緑（Ｇ）発光、青（Ｂ）発光の３色の発光素子を、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応した発光層を塗り分けて作製する方式の多色表示装置が知られているが、ＲＧＢを塗り分ける難易度が高く、画面サイズが大きくなるほど、マスクのたわみや伸縮に起因してアライメントがずれ、生産歩留まりの低下が顕著になる問題がある。特に、今後開発が活発化すると考えられるフレキシブル基板を用いた表示装置においては、マスクだけではなく基板も撓んだり伸縮したりするので、さらに困難となる。
【０００６】
別の多色表示装置として、白色発光素子＋カラーフィルター方式が知られている。この方式では、白色発光素子にそれぞれＲ、Ｇ、Ｂフィルターを組合せてＲ、Ｇ、Ｂの発光を取りだすものである。該方式では、白色光からフィルターにより３原色へ色分離するため、各々の光量は約１／３に低下することになり、本質的に輝度が低下し、発光効率が低下する問題を含んでいる。
【０００７】
さらに別の多色表示装置として、ＣＣＭ（色変換方式−Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍｓ）方式が知られている。ＣＣＭ方式とは、発光素子が発光した光を色変換媒体（ＣＣＭ）が吸収し、吸収した光より長波長の別の色の光に変換して放射する方式である。例えば、青色発光素子にＧ変換ＣＣＭを組みあわせて、Ｇ光を取り出すことができ、また、Ｒ変換ＣＣＭを組みあわせてＲ光を取り出すことができる。これらの組合せにより多色表示装置を組み立てることができる。ＣＣＭ方式では、色変換層の光変換をロスなく高い効率で達成できれば、理論上は青色素子と同等の外部量子収率のＧ発光素子、Ｒ発光素子が作製可能である。
【０００８】
しかしながら、現実的には、青色光をほぼ１００％吸収し、緑色光や赤色光に１００％変換可能なＣＣＭを設計するのは困難である。１００％吸収されずに青色光の一部が漏れて青色＋緑色、あるいは青色＋赤色になってしまい、緑色や赤色の純度が低下する。また、青色光の吸収を高め、漏れを少なくするためには、色変換層を分厚くする必要があり、その結果、光散乱のために画素が滲み解像度が低下する問題があった。また、ＣＣＭから放射される発光は波長分布を有し、それがそのまま放射されるため、シャープな緑色や赤色を得ることが困難で、色純度が低下するという問題があった。
【０００９】
色純度の改善方法として、マイクロキャビティ（多重干渉）を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。有機ＥＬ素子を光反射膜と半透過膜で挟むと、該素子内で発光した光は、光反射膜と半透過膜間で反射を繰り返し共振する結果、光反射膜と半透過膜間の距離（共振長）により外部に取り出される光の波長が限定されるので、もともとの発光スペクトルに比較して狭いスペクトル幅の発光を取り出される技術である。このマイクロキャビティ構造ではキャビティ内の発光と共振長の組合せにより、所望の波長を増幅して取り出すことができる。しかしながら、当然のことながら、発光素子からの発光に含まれていない波長は増幅できないため、多色表示のためには、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応した発光層を塗り分けて作製する必要があった。従って、前述のように大画面、あるいはフレキシブル表示装置に用いるのは困難であった。
【特許文献１】特開２００２−３５９０７６号公報
【特許文献２】特表２００２−５２０８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高色純度の発光が得られ発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法を提供することを課題とする。さらに発光素子部を共通にした多色表示装置であって、製造が簡便な多色表示装置及び発光素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記課題は、下記の手段によって解決する事を見出された。
＜１＞ 基板上に、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光部と、該有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層を備えてなる発光素子であって、前記有機電界発光部と前記色変換層が共に光反射層と半透過半反射層で挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする発光素子。
＜２＞ 前記マイクロキャビティ構造を形成する光反射層及び半透過半反射層の少なくとも一方が前記電極の一方であることを特徴とする＜１＞に記載の発光素子。
＜３＞ 前記有機電界発光部の発光ピーク波長が５００ｎｍより短波長であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の発光素子。
＜４＞ 前記マイクロキャビティ構造により前記基板の法線方向で強められる光の波長が、前記色変換層から放射される光の波長であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の発光素子。
＜５＞ 前記発光層の発光材料が燐光発光材料であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の発光素子。
＜６＞ 前記基板が可撓性基板であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の発光素子。
＜７＞ 前記色変換層と接する層の少なくとも一方に前記有機電界発光部からの発光を吸収しない絶縁層が配置されていることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の発光素子。
＜８＞ 前記絶縁層の厚みが５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする＜７＞に記載の発光素子。
＜９＞ 複数の発光素子を配列した多色表示装置であって、該発光素子の少なくとも１つが＜１＞〜＜８＞に記載の発光素子であることを特徴とする多色表示装置。
＜１０＞ 前記複数の発光素子は、互いに有機電界発光部の発光ピーク波長は同一であり、色変換層を有する発光素子のマイクロキャビティ構造の共振距離が色変換層の厚みにより調節され、該共振距離は変換された放射光を共振する波長に調節されていることを特徴とする＜９＞に記載の多色表示装置。
＜１１＞ 前記マイクロキャビティ構造の外側にカラーフィルターを有することを特徴とする＜９＞又は＜１０＞に記載の多色表示装置。
＜１２＞ 発光素子の発光層を作る工程とそれとは異なる発光色の色変換層を作る工程とこれらを同時に挟持する一対の反射層と半透過層を作る工程を含む発光素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、高色純度の発光が得られ発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法が提供される。さらに発光素子部が共通の材料と構成を有し、色変換層の変換材料とその厚みを変えることにより、所望の波長の光が共振されて取り出される多色表示装置が提供される。本発明に拠れば、高色純度の発光が得られ、且つ製造が簡便な発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１．発光素子の構成
本発明発光素子は、基板上に、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光部（以後、有機ＥＬ部と記する場合がある）、該有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層を有し、前記有機電界発光部と前記色変換層が共に光反射層と半透過半反射層で挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
即ち、本発明の発光素子は、色変換層をマイクロキャビティ内部に設置することで、上記の従来の問題を解決したものである。マイクロキャビティ構造内に色変換層を配置することにより、有機ＥＬ素子から放射された青色光がキャビティ内で反射を繰り返し、色変換層を何度も通過するため、色変換層は薄くても元の青色光を十分に吸収して高い変換効率で色変換が行われる。マイクロキャビティの共振波長は色変換層から放射される光のピーク波長に相当するように共振距離を設計することにより、有機ＥＬ素子からの青色光は正面方向に漏れ出すことができない。すなわち、元の青色光は色変換層に吸収され所望の波長に変換されるので、色純度の高い放射光が外部に取り出される。
【００１５】
好ましくは、前記マイクロキャビティ構造を形成する光反射層及び半透過半反射層の少なくとも一方が前記電極の一方である。例えば、以下のような構成が好適に用いられる。
・基板／反射層／色変換層／透明電極／有機ＥＬ層／半透過半反射性電極（上方放射）
・基板／反射性電極／有機ＥＬ層／透明電極／色変換層／半透過半反射層（上方放射）
・基板／半透過半反射層／色変換層／透明電極／有機ＥＬ層／反射性電極（下方放射）
・基板／半透過半反射電極／有機ＥＬ層／透明電極／色変換層／反射層（下方放射）
【００１６】
好ましくは、有機ＥＬ部の発光ピーク波長が５００ｎｍより短波長である。より好ましくは、有機ＥＬ部の発光がＢ光で、該Ｂ光を色変換層により変換することによりＧ光とＲ光が得られる。即ち、有機ＥＬ部は共通であり、色変換層により他の２色を形成することができる。
【００１７】
本発明の多色表示装置は、上記の発光素子を複数配列した多色表示装置である。
好ましくは、前記複数の発光素子は、互いに有機電界発光部の発光ピーク波長は同一であり、色変換層を有する発光素子のマイクロキャビティ構造の共振距離が色変換層の厚みにより調節され、該共振距離は変換された放射光を共振する波長に調節されている。
【００１８】
好ましくは、マイクロキャビティ構造の外側にカラーフィルターを有する。本発明におけるマイクロキャビティ構造は、好ましくは、前記基板の法線方向で強められる光の波長が、前記色変換層から放射される光の波長となるように設計される。従って、法線方向からずれた光は、共振波長が異なり、色純度を低下させることになるので、カラーフィルターの設置により、このような光を遮断するのが好ましい。また、本発明によるマイクロキャビティとカラーフィルタを組み合わせた構成では、偏光板を設ける必要がなく、構成が単純になる点で好ましい。
【００１９】
以下に図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図２は本発明の発光素子の断面模式図である。透明基板１上に、順に、半透過半反射層２、色変換層３、透明下部電極４、発光層を含む有機層５、及び反射性上部電極６が形成される。電極間に電圧が印加される第１の波長の発光し、該発光は色変換層３に吸収される。吸収される光は、発光部位からの直接の入射光の他、反射性上部電極６や半透過半反射層２によって反射された光も含まれる。第１の波長の光が色変換層３によって吸収されるまで反射が繰り返されるので、色変換層３が薄層であっても、十分に第１の波長の光を吸収することができる。
色変換層３は第１の波長の光を吸収して、より長波長の第２波長の光を放射する。色変換層による色変換は、通常、蛍光発光が利用され、得られる蛍光は分子が有する多数のエネルギー準位のために、ブロードなスペクトル分布を有する。反射性上部電極６と半透過半反射層２の間の距離は、該第２の波長成分の内の所望の波長成分が共振する光学距離となるように設計されているので、該所望の波長の光のみが共振され、半透過半反射層２を透過して外部に取り出される。その結果、高輝度でかつスペクトル分布の狭い高色純度の光Ａが取り出される。
【００２０】
図３は従来の色変換層を有する発光素子の断面模式図である。透明基板１０上に、順に、色変換層３０、半透過半反射性下部電極４０、発光層を含む有機層５０、及び反射性上部電極６０が配置される。有機層５０で発光した第１の波長の光は半透過半反射性下部電極４０と反射性上部電極６０間で反射を繰り返し、共振された光が半透過半反射性下部電極４０を透過して色変換層３０に吸収される。色変換層３０は第１の波長の光を吸収して、より長波長の第２波長の光Ｂを放射する。該構成では、半透過半反射性下部電極４０と反射性上部電極６０間の光学距離は、色変換層３０が吸収する光が共振する距離に設計されなければならない。色変換層３０から放射される第２波長の光Ｂは、ブロードなスペクトル分布のままである。また、第１の波長の光は、全てが色変換層３０に吸収される訳ではなく、一部は吸収されずに透過してしまう（図２中に光Ｃで示す）。吸収率を高めるには、色変換層３０を分厚くしなければならない。従って、該構成では、取り出される光は第２波長のスペクトル分布がブロードな上、且つ第１波長成分Ｃが混入するため、輝度が低く、かつ色純度の低いものになってしまう。
【００２１】
図４は、本発明の青色発光素子、緑色発光素子、及び赤色発光素子を配置した多色表示装置の断面模式図である。透明基板１００上に、順に、半透過半反射層１２０、絶縁層１７０を設け、緑色発光素子と赤色発光素子が配置される箇所には、それぞれ色変換層１３０Ｇ、１３０Ｒが形成される。有機電界発光部は、青色発光素子（Ａ）、緑色発光素子（Ｂ）及び赤色発光素子（Ｃ）とも同一構成であり、透明下部電極１４０、発光層を含む有機層１５０、及び反射性上部電極１６０より構成され、青色発光する。青色発光素子の共振波長は有機電界発光部が発光する青色波長であり、緑色発光素子の共振波長は色変換層から放射される光の中の緑色光成分であり、及び赤色発光素子の共振波長は色変換層から放射される光の中の赤色光成分である。従って、本構成に拠れば、有機電界発光部は共通であり、所望の色に対応して組成と厚みを変えた色変換層を組み合わせて配置するだけで、高色純度で高輝度の色再現が得られる。
【００２２】
＜本発明の発光素子、表示装置の製造方法＞
本発明の多色表示装置の製造方法は、有機ＥＬ素子部分で塗り分けを必要としないため製造工程数が減り、歩留まりが改善するとともにコスト削減が期待できる。また、さまざまな製造方法を適用可能となるため、フレキシブル基板を用いた場合にも多色表示装置を実現しやすい。有機ＥＬ素子部分の塗り分けが必要無い代わりに、色変換層を画素ごとに塗り分ける必要があるが、有機ＥＬ素子の発光層を塗り分ける場合とは異なり、塗り分け工程数を減らせるのに加えて、さまざまな塗り分け方法が適用できるようになる。
【００２３】
基板／半透過半反射層ｏｒ反射層／色変換層／電極１／有機ＥＬ／反射性電極若しくは半透過半反射性電極の構成では色変換層の塗り分けは素子成膜前であるために有機ＥＬ素子には全く影響を及ぼさない。また、基板／反射性電極若しくは半透過半反射電極／有機ＥＬ／透明電極／色変換層／半透過半反射層若しくは反射層の構成においても、有機ＥＬ素子の電極の外側であるため色変換層塗りわけによる素子への影響が少なく、使用できる手法の自由度は高くなる。
【００２４】
以下にその例を説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
色変換層を画素毎に塗り分ける方法としては、レーザー転写法やレーザー除去法、マスク蒸着等が可能であり、いずれも発光層を同じ方法で塗り分けて多色を実現する場合よりも製造工程数が減り、発光素子への悪影響を小さくして歩留まりを改善することができる。
【００２５】
例えば、素子の発光層をレーザー転写で塗り分ける場合には、ＲＧＢ全ての発光層を転写で塗り分ける必要があり、転写時の他層へのレーザー照射が悪影響を及ぼしたり、発光素子の内部で塗り分けを行うために転写時の雰囲気により発光素子が悪影響を受けたりする場合が多い。それに対して色変換層の転写による塗り分けの場合には、転写する必要があるのは緑色変換層と赤色変換層で転写数が少なくて済むのに加えて、有機ＥＬ素子部へのレーザーの影響や雰囲気の影響はほとんど無い。
【００２６】
レーザー除去法による発光層の塗りわけの場合には、発光層以外の層がレーザーで除去されてしまう可能性が高いため、この方法により発光層を塗り分けることは困難である。それに対して色変換層のレーザー除去による塗りわけでは、たとえば赤色変換層を基板に全面蒸着した後に緑画素と青色画素に相当する部分の色変換層をレーザー照射で除去し、続いて緑色変換層を全面蒸着して青色画素部分に相当する部分をレーザー照射で除去することで、各画素の色変換層の塗り分けが可能である。赤色画素部分は赤色変換層と緑色変換層の積層色変換膜となるが、緑色変換層からの発光がさらに赤色に変換されるので特に問題は発生しない。この色変換層を形成した後に、透明電極と有機ＥＬ部分、上部電極を形成すれば、容易に多色表示装置が実現できる。
【００２７】
最も一般的なマスク蒸着を用いた塗り分けの場合にも本発明の製造方法は有効である。有機ＥＬ素子の発光層をマスク蒸着で塗り分ける場合にはＲＧＢ全てを塗り分けにより成膜する必要がある。また、マスクの接触により素子が傷ついたり、マスク移動の際に発生したごみによる上下電極間ショートが発生したりして歩留まり低下の原因になる。それに対して色変換層をマスクにより塗り分ける場合には、塗り分ける必要があるのは緑色変換層と赤色変換層で塗りわけ数が少なくて済むのに加えて、発光素子成膜前あるいは成膜後にマスク塗り分けすることになるため、マスク接触による素子への悪影響はほとんど無い。すなわち素子成膜前であればマスクは素子を傷つけることは全く無く、素子成膜後の塗り分けであっても素子の電極上にマスクが接触することになり、素子内部に接触するよりもはるかに影響が少なく、保護層により電極を保護してから塗り分けすることも可能である。マスク接触を気にしなくて良いため、マスクを電磁石により基板に強く密着させて成膜を行うことができ、基板の伸縮やマスクのたわみによるずれを解消しやすい。
【００２８】
２．共振構造
本発明における共振構造は、一対の光反射層と半透過半反射層の間に有機ＥＬ部及び色変換層を矜持し、有機ＥＬ部の光学膜厚と半透過半反射層の光学膜厚を調整し、色変換層により変換された放射光が共振する光学的距離となるように設計される。共振により強められた高色純度の光が前記半透過半反射層を透過して外部に取り出される。
【００２９】
有機ＥＬ部の上部電極もしくは下部電極の少なくとも一方が、該光反射層もしくは該半透過半反射層である。
【００３０】
好ましくは、前記半透過半反射性層の光透過率が５％以上５０％以下であり、光反射率が５０％以上９０％以下である。
好ましくは、前記半透過半反射層を構成する材料は、金属材料であり、白金、金、銀、クロム、タングステン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、およびナトリウムの単体もしくは合金より好ましく選ばれる。
好ましくは、前記半透過半反射層の厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【００３１】
共振構造を設計する方法は公知の方法が適用できる。例えば、特開平０６−２８３２７１号や、特開平０７−２８２９８１号、特開平０９−１８０８８３号および時任らのＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．８６，Ｎｏ．５，１ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９９， ｐ．２４０７−２４１１、中山らのＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６３（５），２ Ａｕｇｕｓｔ １９９３， ｐ．５９４−５９５，高田らのＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６３（１５），１１ Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９３， ｐ．２０３２−２０３４などに共振構造の調整方法が記載されており、本発明はそれらの何れの方法を用いてもよい。
【００３２】
３．色変換層
色変換層は、有機ＥＬ部からの発光を吸収して、波長変換し、より長波長の光を放射する層である。具体的には、色変換材料として蛍光色素を用いることができる。
蛍光色素としては、有機蛍光体または無機蛍光体でもよく、変換したい波長によって使い分けることができる。
【００３３】
有機蛍光体としては、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などが挙げられる。
【００３４】
無機蛍光体としては、粒径が３μｍ以下の微粒子のものが好ましく、さらにその製法が液相法を経由された合成された単分散に近い超微粒子蛍光体であることが好ましい。
無機蛍光体は、結晶母体と賦活剤によって構成される無機系蛍光体、または希土類錯体系蛍光体が挙げられる。
【００３５】
無機系蛍光体の組成は特に制限はないが、結晶母体であるＹ２Ｏ２Ｓ、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｃａ５（ＰＯ４）３Ｃｌ等に代表される金属酸化物及びＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ等に代表される硫化物に、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類金属のイオンやＡｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｂ等の金属のイオンを賦活剤または共賦活剤として組み合わせたものが好ましい。
【００３６】
結晶母体を更に詳しく説明すると、結晶母体としては金属酸化物が好ましく、例えば、（Ｘ）３Ａｌ１６Ｏ２７、（Ｘ）４Ａｌ１４Ｏ２５、（Ｘ）３Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ１０、（Ｘ）４Ｓｉ２Ｏ８、（Ｘ）２Ｓｉ２Ｏ６、（Ｘ）２Ｐ２Ｏ７、（Ｘ）２Ｐ２Ｏ５、（Ｘ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ、（Ｘ）２Ｓｉ３Ｏ８、（Ｘ）Ｃｌ２〔ここで、Ｘはアルカリ土類金属を表す。なお、Ｘで表されるアルカリ土類金属は単一成分でも２種類以上の混合成分でもよく、その混合比率は任意でよい。〕のようなアルカリ土類金属で置換された酸化アルミニウム、酸化ケイ素、リン酸、ハロリン酸等が代表的な結晶母体として挙げられる。
【００３７】
その他の好ましい結晶母体としては、亜鉛の酸化物および硫化物、イットリウムやガドリウム、ランタン等の希土類金属の酸化物およびその酸化物の酸素の一部を硫黄原子に換えた（硫化物）もの、および希土類金属の硫化物およびそれらの酸化物や硫化物に任意の金属元素を配合したもの等が挙げられる。
【００３８】
結晶母体の好ましい例を以下に列挙する。Ｍｇ４ＧｅＯ５・５Ｆ、Ｍｇ４ＧｅＯ６、ＺｎＳ、Ｙ２Ｏ２Ｓ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２ＳｉＯ１０、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｙ２Ｏ３、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７、ＢａＡｌ１２Ｏ１９、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ２Ｏ３、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ、ＳｒＧａ２Ｓ４、ＳｒＳ、ＧａＳ、ＳｎＯ２、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（Ｆ、Ｃｌ）２、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２、（Ｌａ、Ｃｅ）ＰＯ４、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５、Ｙ２ＳＯ４、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ、Ｇｄ２Ｏ３、ＹＶＯ４、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４等である。
【００３９】
以上の結晶母体及び賦活剤または共賦活剤は、同族の元素と一部置き換えたものでも構わないし、とくに元素組成に制限はなく、青紫領域の光を吸収して可視光を発するものであればよい。
【００４０】
本発明において、無機系蛍光体の賦活剤、共賦活剤として好ましいものは、Ｌａ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｙｂ、Ｐｒ等に代表されるランタノイド元素のイオン、Ａｇ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ａｌ等の金属のイオンであり、そのドープ量は母体に対して０．００１〜１００モル％が好ましく、０．０１〜５０モル％がさらに好ましい。
【００４１】
賦活剤、共賦活剤は結晶母体を構成するイオンの一部を上記ランタノイドのようなイオンに置き換えることでその結晶の中にドープされる。
【００４２】
蛍光体結晶の実際の組成は、厳密に記載すれば以下のような組成式になるが、賦活剤の量の大小は本質的な蛍光特性に影響を及ぼさないことが多いので、以下特にことわりのない限り下記ｘやｙの数値は記載しないこととする。例えばＳｒ４−ｘＡｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋ｘは、本発明においてはＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋と表記する。
【００４３】
以下に代表的な無機系蛍光体（結晶母体と賦活剤によって構成される無機蛍光体）の組成式を記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。（ＢａｚＭｇ１−ｚ）３−ｘ−ｙＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋ｘ，Ｍｎ２＋ｙ、Ｓｒ４−ｘＡｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋ｘ、（Ｓｒ１−ｚＢａｚ）１−ｘＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋ｘ、Ｂａ２−ｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋ｘ、Ｓｒ２−ｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋ｘ、Ｍｇ２−ｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋ｘ、（ＢａＳｒ）１−ｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋ｘ、Ｙ２−ｘ−ｙＳｉＯ５：Ｃｅ３＋ｘ，Ｔｂ３＋ｙ、Ｓｒ２−ｘＰ２Ｏ５：Ｅｕ２＋ｘ、Ｓｒ２−ｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋ｘ、（ＢａｙＣａｚＭｇ１−ｙ−ｚ）５−ｘ（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋ｘ、Ｓｒ２−ｘＳｉ３Ｏ８−２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋ｘ［ｘ，ｙおよびｚはそれぞれ１以下の任意の数を表す。］
【００４４】
以下に本発明に好ましく使用される無機系蛍光体を示すが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。
【００４５】
［青色発光 無機系蛍光体］
（ＢＬ−１） Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ４＋
（ＢＬ−２） Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−３） ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−４） ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋
（ＢＬ−５） ＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋
（ＢＬ−６） （Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−７） （Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−８） ＢａＡｌ２ＳｉＯ８：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−９） Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１０） Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１１） （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１２） ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１３） （Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１４） Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１５） Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋
【００４６】
［緑色発光 無機系蛍光体］
（ＧＬ−１） （ＢａＭｇ）Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋
（ＧＬ−２） Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−３） （ＳｒＢａ）Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−４） （ＢａＭｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−５） Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋
（ＧＬ−６） Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７−Ｓｒ２Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−７） （ＢａＣａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−８） Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８−２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−９） Ｚｒ２ＳｉＯ４、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋
（ＧＬ−１０） Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−１１） Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−１２） （ＢａＳｒ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
【００４７】
［赤色発光 無機系蛍光体］
（ＲＬ−１） Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−２） ＹＡｌＯ３：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−３） Ｃａ２Ｙ２（ＳｉＯ４）６：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−４） ＬｉＹ９（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−５） ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−６） ＣａＳ：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−７） Ｇｄ２Ｏ３：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−８） Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−９） Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−１０） Ｍｇ４ＧｅＯ５．５Ｆ：Ｍｎ４＋
（ＲＬ−１１） Ｍｇ４ＧｅＯ６：Ｍｎ４＋
（ＲＬ−１２） Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５
（ＲＬ−１３） Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５
（ＲＬ−１４） Ｋ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５
（ＲＬ−１５） Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５
【００４８】
上記無機系蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよく、その方法としてはシランカップリング剤等の化学的処理によるものや、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、さらにはそれらの併用によるもの等が挙げられる。
【００４９】
希土類錯体系蛍光体としては、希土類金属としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等を有するものが挙げられ、錯体を形成する有機配位子としては、芳香族系、非芳香族系のどちらでも良く、好ましく下記一般式（Ｂ）で表される化合物が好ましい。
【００５０】
一般式（Ｂ） Ｘａ−（Ｌｘ）−（Ｌｙ）ｎ−（Ｌｚ）−Ｙａ
［式中、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚはそれぞれ独立に２個以上の結合手を持つ原子を表わし、ｎは０または１を表わし、ＸａはＬｘの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表わし、ＹａはＬｚの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表わす。さらにＸａの任意の部分とＬｘとは互いに縮合して環を形成してもよく、Ｙａの任意の部分とＬｚとは互いに縮合して環を形成してもよく、ＬｘとＬｚとは互いに縮合して環を形成してもよく、さらに分子内に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が少なくとも一つ存在する。ただし、Ｘａ−（Ｌｘ）−（Ｌｙ）ｎ−（Ｌｚ）−Ｙａがβ−ジケトン誘導体やβ−ケトエステル誘導体、β−ケトアミド誘導体又は前記ケトンの酸素原子を硫黄原子又は−Ｎ（Ｒ２０１）−に置き換えたもの、クラウンエーテルやアザクラウンエーテルまたはチアクラウンエーテルまたはクラウンエーテルの酸素原子を任意の数硫黄原子または−Ｎ（Ｒ２０１）−に置き換えたクラウンエーテルを表わす場合には芳香族炭化水素環または芳香族複素環は無くてもよい。−Ｎ（Ｒ２０１）−において、Ｒ２０１は、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。］
一般式（Ｂ）において、ＸａおよびＹａで表される配位可能な原子とは、具体的には酸素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であり、特に酸素原子、窒素原子、硫黄原子であることが好ましい。
【００５１】
一般式（Ｂ）において、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚで表される２個以上の結合手を持つ原子としては、特に制限はないが、代表的には炭素原子、酸素原子、窒素原子、シリコン原子、チタン原子等が挙げられるが、このましいものは炭素原子である。
【００５２】
以下に一般式（Ｂ）で表される希土類錯体系蛍光体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
【化１】
【００５４】
【化２】
【００５５】
【化３】
【００５６】
【化４】
【００５７】
【化５】
【００５８】
【化６】
【００５９】
【化７】
【００６０】
上記色変換層は、上記蛍光体を蒸着あるいはスパッタリング法による製膜や、適当な樹脂をバインダとしてその中に分散させた塗布膜等いずれの形態であっても構わない。膜厚は、５ｎｍ〜５０μｍ程度が適当である。ここで、適当な樹脂をバインダとしてその中に分散させた塗布膜とする場合、蛍光体の分散濃度は、蛍光の濃度消光を起こすことがなく、かつ、有機ＥＬ部からの発光を十分に吸収できる範囲であればよい。蛍光体の種類によるが、使用する樹脂１ｇに対して１０−７〜１０−３モル程度が適当である。無機蛍光体の場合は、濃度消光がほとんど問題とならないため、樹脂１ｇに対して０．１〜１０ｇ程度使用できる。
【００６１】
４．有機ＥＬ部
次に、本発明の有機ＥＬ部を構成する有機電界発光素子の構成について詳細に説明する。
（構成）
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の積層の形態としては、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている構成を一つの単位として、該単位が複数積層されている態様が好ましい。更に、正孔輸送層と発光層との間に正孔輸送性中間層、及び／又は発光層と電子輸送層との間に、電子輸送性中間層を有する。また、陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を、同様に陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。各単位構成の間には絶縁性電荷発生層を配することが好ましい。
【００６２】
本発明における陽極および陰極の少なくとも一方は光取り出し面にあって、発光層で発光した光に対して半透過性かつ半反射性である。
本発明における半透過反射性金属の反射率および透過率は、下記の測定方法によって測定される。
【００６３】
（測定機器）
一般に市販されている分光光度計（例えば、日立製作所（株）製Ｕ−４１００型分光光度計）。
（測定方法）
反射率：ガラス基板上に半透過反射性金属を成膜し、基板の法線方向に対して５度の入射角で測定光を入射し、−５度の反射角の反射光を検出する。反射光量÷入射光量で反射率が求まる。
【００６４】
透過率：上記と同様のサンプルに、基板の法線方向から光を入射し（入射角０度）、法線方向（出射角０度）に出射した光を検出する。出射光量÷入射光量で透過率が求まる。
上記方法で反射率を測定したとき、本願における半透過反射性金属は、発光スペクトルの極大波長において、３０％以上９５％以下の範囲にある。好ましくは５０％以上９０％以下である。
【００６５】
上記方法で透過率を測定したとき、本願における半透過反射性金属は、発光スペクトルの極大波長において、５％以上７０％以下の範囲にある。好ましくは１０％以上５０％以下である。
【００６６】
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の好適な単位構成は、陽極側から順に、少なくとも、（１）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）を有する態様、（２）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）を有する態様、（３）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）を有する単位である。
【００６７】
上記正孔輸送性中間層は、発光層への正孔注入を促進する機能、及び電子をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
また、上記電子輸送性中間層は、発光層への電子注入を促進する機能、及び正孔をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
更に、上記正孔輸送性中間層及び上記電子輸送性中間層の少なくとも一方は、発光層で生成する励起子をブロックする機能を有することが好ましい。
上記の正孔注入促進、電子注入促進、正孔ブロック、電子ブロック、励起子ブロックといった機能を有効に発現させるためには、該正孔輸送性中間層および該電子輸送性中間層は、発光層に隣接していることが好ましい。
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
【００６８】
次に、本発明の発光素子を構成する要素について、詳細に説明する。
【００６９】
（有機化合物層の形成）
本発明の有機電界発光素子において、有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、またはスプレー法等いずれによっても好適に形成することができる。
【００７０】
（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
【００７１】
正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用でき、具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、または五塩化アンチモンなどのルイス酸化合物を好適に用いることができる。
【００７２】
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、またはトリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フレーレンなどを好適に用いることができる。
具体的にはヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、ｏ−ジシアノベンゼン、ｐ−ジシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｐ−シアノニトロベンゼン、ｍ−シアノニトロベンゼン、ｏ−シアノニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１−ニトロナフタレン、２−ニトロナフタレン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９−シアノアントラセン、９−ニトロアントラセン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、Ｃ６０、およびＣ７０などが挙げられる。
【００７３】
このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、またはＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、または２，３，５，６−テトラシアノピリジンが特に好ましい。
【００７４】
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、正孔輸送材料に対して０．０１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、５０質量％を超えると正孔輸送能力が損なわれるため好ましくない。
【００７５】
正孔注入層、正孔輸送層の材料としては、具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、ピラゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、またはカーボン等を含有する層であることが好ましい。
【００７６】
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、発光効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００７７】
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が正孔輸送層であるとき、該正孔輸送層のＩｐ（ＨＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＩｐ（Ｄ）より小さいことが駆動耐久性の点で好ましい。
正孔輸送層におけるＩｐ（ＨＴＬ）は、後述するＩｐの測定方法により測定することができる。
【００７８】
また、正孔輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−３ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
該キャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度の測定方法と同様の方法により測定した値を採用する。
また、該正孔輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性、発光効率の観点から好ましい。
【００７９】
（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得た正孔を障壁する機能のいずれかを有している層である。
【００８０】
電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属などが好適に用いられる。
特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、およびＹｂなどが挙げられる。
【００８１】
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１質量％〜９９質量％であることが好ましく、１．０質量％〜８０質量％であることが更に好ましく、２．０質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、電子輸送層材料に対して０．１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、９９質量％を超えると電子輸送能力が損なわれるため好ましくない。
【００８２】
電子注入層、電子輸送層の材料としては、具体的には、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
【００８３】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、発光効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が電子輸送層であるとき、該電子輸送層のＥａ（ＥＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＥａ（Ｄ）より大きいことが駆動耐久性の点で好ましい。
【００８４】
該Ｅａ（ＥＴＬ）は、後述するＥａの測定方法と同様の方法により測定した値を用いる。
また、電子輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−３ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
また、該電子輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性の観点から好ましい。該キャリア移動度は、前記正孔輸送層の測定方法と同様に行った。
本発明における発光素子のキャリア移動度において、正孔輸送層、電子輸送層、及び発光層におけるキャリア移動度としては、（電子輸送層≧正孔輸送層）＞発光層であることが、駆動耐久性の点で好ましい。
バッファー層に含有されるホスト材料としては、後述する正孔輸送性ホストまたは電子輸送性ホストを好適に用いることができる。
【００８５】
（発光層）
本発明においては発光層は複数有するが、ここではその単層について説明する。複数有する場合は、以下に説明する単層の構成の中より好ましく選択して組合わせて用いることが出来る。
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層または正孔輸送性バッファー層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、電子輸送層または電子輸送性バッファー層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、少なくとも一種の発光性ドーパントと複数のホスト化合物とを含む。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。発光層が複数の場合であっても、発光層の各層に、少なくとも一種の発光性ドーパントと複数のホスト化合物とを含有することが好ましい。
また、発光層の単層の厚さは、駆動電圧を下げるため、一般的に１００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであることが更に好ましい。
【００８６】
本発明における発光層に含有する発光性ドーパントと複数のホスト化合物としては、一重項励起子からの発光（蛍光）が得られる蛍光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せでも、三重項励起子からの発光（燐光）が得られる燐光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せでもよいが、中でも、発光効率の観点から、燐光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せであることが好ましい。
本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光性ドーパントを含有することができる。
【００８７】
《発光性ドーパント》
本発明における発光性ドーパントとしては、燐光性発光材料、蛍光性発光材料等いずれもドーパントとして用いることができる。
本発明における発光性ドーパントは、更に前記ホスト化合物との間で、１．２ｅＶ＞△Ｉｐ＞０．２ｅＶ、及び／又は１．２ｅＶ＞△Ｅａ＞０．２ｅＶの関係を満たすドーパントであることが駆動耐久性の観点で好ましい。
【００８８】
《燐光発光性ドーパント》
前記燐光性の発光性ドーパントとしては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【００８９】
錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」 Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
【００９０】
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては、例えば、ＵＳ ６３０３２３８ Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ ００／５７６７６、ＷＯ ００／７０６５５、ＷＯ ０１／０８２３０、ＷＯ ０１／３９２３４ Ａ２、ＷＯ ０１／４１５１２ Ａ１、ＷＯ ０２／０２７１４ Ａ２、ＷＯ ０２／１５６４５ Ａ１、ＷＯ ０２／４４１８９ Ａ１、特開２００１−２４７８５９、特願２０００−３３５６１、特開２００２−１１７９７８、特願２００１−２４８１６５、特開２００２−２３５０７６、特願２００１−２３９２８１、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ １２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特開２００６−２５６９９９、特願２００５−７５３４１等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい（２）の関係を満たす発光性ドーパントとしては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、Ｃｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体が好ましい。
【００９１】
《蛍光発光性ドーパント》
前記蛍光性の発光性ドーパントとしては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、ペンタセンなど）、８−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、およびこれらの誘導体などを挙げることができる。
【００９２】
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９３】
【化８】
【００９４】
【化９】
【００９５】
【化１０】
【００９６】
上記の中でも、本発明で用いる発光性ドーパントとしては、発光効率、耐久性の観点からＤ−２、Ｄ−３、Ｄ−４、Ｄ−５、Ｄ−６、Ｄ−７、Ｄ−８、Ｄ−９、Ｄ−１０、Ｄ−１１、Ｄ−１２、Ｄ−１３、Ｄ−１４、Ｄ−１５、Ｄ−１６、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４が好ましく、Ｄ−２、Ｄ−３、Ｄ−４、Ｄ−５、Ｄ−６、Ｄ−７、Ｄ−８、Ｄ−１２、Ｄ−１４、Ｄ−１５、Ｄ−１６、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４がより好ましく、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４が更に好ましい。
【００９７】
発光層中の発光性ドーパントは、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、０．１質量％〜３０質量％含有されるが、耐久性、発光効率の観点から１質量％〜１５質量％含有されることが好ましく、２質量％〜１２質量％含有されることがより好ましい。
【００９８】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、発光効率の観点で、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００９９】
（ホスト材料）
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料（正孔輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト化合物（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。
【０１００】
《正孔輸送性ホスト》
本発明の有機層に用いられる正孔輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．１ｅＶ以上６．３ｅＶ以下であることが好ましく、５．４ｅＶ以上６．１ｅＶ以下であることがより好ましく、５．６ｅＶ以上５．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが１．２ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが好ましく、１．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であることがより好ましく、１．８ｅＶ以上２．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【０１０１】
このような正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマチオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及び、それらの誘導体等が挙げられる。
中でも、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にカルバゾール骨格および／または芳香族第三級アミン骨格を複数個有するものが好ましい。
このような正孔輸送性ホストとしての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１０２】
【化１１】
【０１０３】
【化１２】
【０１０４】
【化１３】
【０１０５】
《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【０１０６】
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレン及びペリレン等の芳香環化合物のテトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
【０１０７】
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物は金属に配位する少なくとも１つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
【０１０８】
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
【０１０９】
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であっても良い。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
【０１１０】
ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、および２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
【０１１１】
金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開２００２−２３５０７６、特開２００４−２１４１７９、特開２００４−２２１０６２、特開２００４−２２１０６５、特開２００４−２２１０６８、特開２００４−３２７３１３等に記載の化合物が挙げられる。
【０１１２】
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１１３】
【化１４】
【０１１４】
【化１５】
【０１１５】
【化１６】
【０１１６】
電子輸送層ホストとしては、Ｅ−１〜Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−２１、またはＥ−２２が好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−１０、Ｅ−２１、またはＥ−２２がより好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−２１、またはＥ−２２が更に好ましい。
【０１１７】
本発明における発光層において、発光性ドーパントとして燐光発光性ドーパントを用いたとき、該燐光発光性ドーパントの最低三重項励起エネルギーＴ１（Ｄ）と前記複数のホスト化合物の最低励起三重項エネルギーのうち最小のもの前記Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎとが、Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎ＞Ｔ１（Ｄ）の関係を満たすことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。
【０１１８】
また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上８５質量％以下であることが好ましい。
【０１１９】
また、発光層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−６ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
【０１２０】
該発光層のキャリア移動度は、後述の前記キャリア輸送層のキャリア移動度より小さいことが発光効率、駆動耐久性の観点から好ましい。
該キャリア移動度は、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ法により測定し、得られた値をキャリア移動度とした。
【０１２１】
（正孔ブロック層）
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明においては、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層は、特に限定されるものではないが、具体的には、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ピラザボール誘導体等を含有することができる。
また、正孔ブロック層の厚さは、駆動電圧を下げるため、一般的に５０ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜４０ｎｍであることが更に好ましい。
【０１２２】
（電極）
本発明における陽極電極および陰極電極は、発光を取り出す面をどちらにするかによって、反射率の高い鏡面とするか、前述の半反射性半透過性とされる。通常、ボトムエミッション型と呼ばれる素子構成では、陽極面が発光取り出し面であって、トップエミッション型と呼ばれる素子構成では、陰極面が発光取り出し面である。
【０１２３】
１）陽極
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有する。
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられ、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料が好ましい。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
【０１２４】
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
【０１２５】
本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【０１２６】
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【０１２７】
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
陽極の抵抗値としては、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。
【０１２８】
２）陰極
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有する。
【０１２９】
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、およびイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
【０１３０】
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
【０１３１】
なお、陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
【０１３２】
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。
例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
【０１３３】
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【０１３４】
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【０１３５】
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
【０１３６】
（基板）
本発明においては基板を用いることができる。用いられる基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【０１３７】
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。
【０１３８】
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【０１３９】
基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【０１４０】
（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、またはＮｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、またはＴｉＯ２等の金属酸化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、またはＣａＦ２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【０１４１】
保護層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、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）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（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、または転写法を適用できる。
【０１４２】
（封止）
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
【０１４３】
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜４０ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
【０１４４】
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【０１４５】
（本発明の発光装置の用途）
本発明の発光装置は、表示素子、ディスプレイ、標識、看板、又はインテリア等に好適に利用できる。
【実施例】
【０１４６】
以下に、本発明の発光装置の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。また、以下の実施例では、最も好適な製造方法として有機ＥＬ素子部分や色変換層に隣接する絶縁層の厚み及び透明電極の厚み等は一定とした。これらの層の厚みを変えて作製した場合には、製造工程数の増加は避けられないものの、色変換方式で高色純度を得るという目的を達しており、本発明の範疇である。
【０１４７】
実施例
（共振距離）
光反射層を厚み１００ｎｍのＡｌ膜、半透過半反射層を厚み２５ｎｍの銀薄膜とした場合、共振する光学的距離は、各色に対して下記のように見積もられる。
波長λの光を強めたいとき、以下の式のｍが整数になるように光学距離ｄを調節すればよい。ただし、ｎは光が通過する層の屈折率であり、φは反射層で光の位相がずれる量である。屈折率の異なる複数の層が積層されている場合、各層の屈折率と厚みを（ｎ１、ｄ１）、（ｎ２、ｄ２）、・・・としたとき、２ｎｄの部分を２（ｎ１＊ｄ１＋ｎ２＊ｄ２＋・・・）とすればよい。
２ｎｄ／λ＋φ／２π＝ｍ 式（１）
【０１４８】
実験により上記式のφを求めて、４６０ｎｍ，５２０ｎｍ，６２０ｎｍを強める光学距離（半透過半反射層−反射層間距離、有機膜換算）を求めると、以下のようになる。青色ＥＬ素子と緑色変換層を組み合わせて色純度の高い緑素子を作成する場合には、緑色を強める光学距離であって、かつ、青色は強めない光学距離を選べばよい。同様に青色素子と赤色変換層を用いた色純度の高い赤素子を作成する場合には、赤色を強める光学距離であって、かつ、青色は強めない光学距離を選べばよい。
【０１４９】
青（４６０ｎｍ）を共振させる光学距離：２０３ｎｍ±１３５ｎｍ（２０３ｎｍ、３３８ｎｍ、４７３ｎｍ、−−−−）
緑（５２０ｎｍ）を共振させる光学距離：２４２ｎｍ±１５３ｎｍ（２４２ｎｍ、３９５ｎｍ、５４８ｎｍ、−−−−）
赤（６２０ｎｍ）を共振させる光学距離：３０８ｎｍ±１８２ｎｍ（１２６ｎｍ、３０８ｎｍ、４９０ｎｍ、−−−−）
【０１５０】
（半透過半反射層を有する基板の作製）
厚さ０．７ｍｍのポリカーボネート基板を２−プロパノール中で超音波洗浄後、２０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。処理した面上に、真空蒸着によって下記の半透過半反射層を設けた。
・半透過半反射層：銀を厚み２５ｎｍに蒸着した。
【０１５１】
（青色発光素子の作製）
青色発光素子を作製した。
上記の半透過半反射層の上に、順次、下記電極および有機層を蒸着して、下記構成の青色発光有機ＥＬ部を作成した。
【０１５２】
＜素子構成＞
ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
青色発光有機層の構成：（２−ＴＮＡＴＡ＋０．１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（６４ｎｍ））／（ＮＰＤ（１０ｎｍ）／ｍＣＰ＋１５質量％Ｐｔ−１（３０ｎｍ））／ＢＡｌｑ（４０ｎｍ）
上記素子の共振距離は、ＩＴＯ（５０＊２．０／１．７）＋ＯＬＥＤ（１４４ｎｍ）で２０３ｎｍである。この値は前述の通り、４６０ｎｍが強められる光学距離に一致している。
【０１５３】
得られた素子の発光ピーク波長は４６０ｎｍであった。
【０１５４】
実施例１
緑色発光素子を作製した。
前記の半透過半反射層の上に、順次、下記電極および有機層を蒸着して、下記構成の緑色発光有機ＥＬ部を作成した。有機層は青色発光素子における構成と同一である。なお、色変換層を挟むように配置したｍＣＰ層は、青色光を吸収した色変換材料が金属層（ここでは半透過半反射層とＩＴＯ電極）によりクエンチされるのを防ぐ目的で配置している。
【０１５５】
＜素子構成＞
ｍＣＰ（１０ｎｍ）／緑色変換層（１９ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
緑色変換層は下記組成を有し、波長５２０ｎｍの緑色光を放射する。
緑色変換層組成：ｔ（ｎｐａ）ｐｙとｔ（ｄｔａ）ｐｙをｔ（ｎｐａ）ｐｙに対してｔ（ｄｔａ）ｐｙが１質量％となるように共蒸着した。厚みは１９ｎｍであった。
【０１５６】
上記構成の光学的距離は、ｍＣＰ（１０ｎｍ）＋緑変換層（１９ｎｍ）＋ｍＣＰ（１０ｎｍ）＋ＩＴＯ（５０＊２．０／１．７）＋ＯＬＥＤ（１４４ｎｍ）で２４２ｎｍである。この値は前述の通り、５２０ｎｍが強められる光学距離に一致しており、かつ、青色を強める光学距離には一致していない。
【０１５７】
実施例２
赤色発光素子を作製した。
上記の半透過半反射層の上に、順次、下記電極および有機層を蒸着して、下記構成の赤色発光有機ＥＬ部を作成した。有機層は青色発光素子におけると同一である。なお、色変換層を挟むように配置したｍＣＰ層は、青色光を吸収した色変換材料が金属層（ここでは半透過半反射層とＩＴＯ電極）によりクエンチされるのを防ぐ目的で配置している。
【０１５８】
＜素子構成＞
ｍＣＰ（１０ｎｍ）／赤色変換層（８５ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
赤色変換層は下記組成を有し、波長６４０ｎｍの赤色光を放射する。
赤色変換層組成：ｔ（ｄｔａ）ｐｙとＤＣＪＴＢをｔ（ｄｔａ）ｐｙに対してＤＣＪＴＢが１質量％となるように共蒸着した。厚みは８５ｎｍであった。
【０１５９】
上記構成の光学的距離は、ｍＣＰ（１０ｎｍ）＋赤変換層（８５ｎｍ）＋ｍＣＰ（１０ｎｍ）＋ＩＴＯ（５０＊２．０／１．７）＋ＯＬＥＤ（１４４ｎｍ）で３０８ｎｍである。この値は前述の通り、６２０ｎｍが強められる光学距離に一致しており、かつ、青色を強める光学距離には一致していない。
【０１６０】
比較例
実施例１，２の緑色発光素子、赤色発光素子において、色変換層と半透過半反射層の配置を下記に変更した比較の緑色発光素子Ａ、及び比較の赤色発光素子Ａを作製した。
【０１６１】
＜素子構成＞
比較の緑色発光素子Ａ：基板／緑色変換層（１９ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／半透過半反射層（２５ｎｍ）／ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
有機層の構成、緑色変換層の構成は実施例１と同じものとした。
【０１６２】
比較の赤色発光素子Ｂ：基板／赤色変換層（８５ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／半透過半反射層（２５ｎｍ）／ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
有機層の構成、赤色変換層の構成は実施例２と同じものとした。
【０１６３】
上記で得られた本発明および比較例の素子のＩＴＯを陽極、Ａｌを陰極として０．４ｍＡ（１０ｍＡ／ｃｍ２）の駆動電流で駆動させ、コニカミノルタ製輝度計ＣＳ−１０００型にて取り出された光の発光輝度および分光スペクトルを測定した。発光のシャープさは、極大発光波長のピーク強度の１／２強度におけるスペクトル幅（半波長幅）を評価基準とした。半波長幅が小さいほどシャープなスペクトルとなる。表１に極大発光波長、ピーク強度と半波長幅を示した。
【０１６４】
その結果、本発明の実施例１、２の素子は、比較例ＡとＢの素子に比べて極大発光スペクトルにおけるピーク強度が高く、かつ半波長幅が極めて小さい高色純度の発光色であった。また、比較の素子では、色変換層に吸収されなかった４６０ｎｍの青色光の漏れが観測されたのに対し、本発明の実施例１，２の素子では、同じ色変換層の厚みにもかかわらず青色光の漏れは観測されず、色純度の高い発光が観測された。
【０１６５】
【表１】
【０１６６】
前記の発光素子に用いた化合物の構造を下記に示す。
【０１６７】
【化１７】
【０１６８】
【化１８】
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】多色表示装置の画素平面配置を示す概念図である。
【図２】本発明の発光素子の断面模式図である。Ａは色変換されて外部に取り出される光を表す。
【図３】従来の色変換型発光素子の断面模式図である。Ｂは色変換された波長分布の広い光、Ｃは漏れ光を表す。
【図４】本発明の多色表示装置の断面模式図である。
【符号の説明】
【０１７０】
Ｐｘ：発光素子
Ｄ：表示装置
１，１０，１１０：基板
２：半透過半反射層
３，３０：色変換層
１３０Ｇ：緑色変換層、１３０Ｒ：赤色変換層
４，１４０：透明下部電極
４０：半透過半反射電極
５，５０，１５０：有機層
６，６０，１６０：反射性上部電極（反射電極）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高色純度の発光が得られる発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流を通じることによって励起され発光する薄膜材料を用いた有機電界発光素子（以後の説明で、有機ＥＬ素子と記する場合がある）が知られている。有機ＥＬ素子は、低電圧で高輝度の発光が得られるために、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、ＴＶモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で幅広い潜在用途を有し、それらの分野でデバイスの薄型化、軽量化、小型化、および省電力のなどの利点を有する。このため、将来の電子ディスプレイ市場の主役としての期待が大きい。しかしながら、実用的にこれらの分野で従来ディスプレイに代わって用いられるためには、発光輝度と色調、広い使用環境条件下での耐久性、安価で大量生産性など多くの技術改良が課題となっている。
【０００３】
また、有機ＥＬ素子を用いた多色表示装置は、該素子を平面上に複数配列し、直線発光もしくは平面発光する装置である。配列する発光素子数は特に限定されないが、目的と用途によって求められる長さもしくは面積の発光を得るように決定される。一般には、小面積の場合には１０個×１０個以上が２次元配列され、比較的大きい面積では１００個×１００個以上、大きい面積では１０００個×１０００個以上が２次元配列される。
例えば、図１に示す模式図は発光素子（Ｐｘ）を１２個×１２個、合計１４４個平面上に配列した表示装置（Ｄ）の素子配列である。破線で囲まれた１００個の発光素子からなる領域が有効発光領域である。１つの発光素子のサイズが４ｍｍ×４ｍｍとすると有効発光領域は約１００ｍｍ×１００ｍｍである。
【０００４】
これらの表示装置を効率よく、生産することも実用的には大きな課題であり、生産性に優れた素子構成を開発することも技術課題となっている。
【０００５】
例えば、多色表現のための赤（Ｒ）発光、緑（Ｇ）発光、青（Ｂ）発光の３色の発光素子を、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応した発光層を塗り分けて作製する方式の多色表示装置が知られているが、ＲＧＢを塗り分ける難易度が高く、画面サイズが大きくなるほど、マスクのたわみや伸縮に起因してアライメントがずれ、生産歩留まりの低下が顕著になる問題がある。特に、今後開発が活発化すると考えられるフレキシブル基板を用いた表示装置においては、マスクだけではなく基板も撓んだり伸縮したりするので、さらに困難となる。
【０００６】
別の多色表示装置として、白色発光素子＋カラーフィルター方式が知られている。この方式では、白色発光素子にそれぞれＲ、Ｇ、Ｂフィルターを組合せてＲ、Ｇ、Ｂの発光を取りだすものである。該方式では、白色光からフィルターにより３原色へ色分離するため、各々の光量は約１／３に低下することになり、本質的に輝度が低下し、発光効率が低下する問題を含んでいる。
【０００７】
さらに別の多色表示装置として、ＣＣＭ（色変換方式−Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍｓ）方式が知られている。ＣＣＭ方式とは、発光素子が発光した光を色変換媒体（ＣＣＭ）が吸収し、吸収した光より長波長の別の色の光に変換して放射する方式である。例えば、青色発光素子にＧ変換ＣＣＭを組みあわせて、Ｇ光を取り出すことができ、また、Ｒ変換ＣＣＭを組みあわせてＲ光を取り出すことができる。これらの組合せにより多色表示装置を組み立てることができる。ＣＣＭ方式では、色変換層の光変換をロスなく高い効率で達成できれば、理論上は青色素子と同等の外部量子収率のＧ発光素子、Ｒ発光素子が作製可能である。
【０００８】
しかしながら、現実的には、青色光をほぼ１００％吸収し、緑色光や赤色光に１００％変換可能なＣＣＭを設計するのは困難である。１００％吸収されずに青色光の一部が漏れて青色＋緑色、あるいは青色＋赤色になってしまい、緑色や赤色の純度が低下する。また、青色光の吸収を高め、漏れを少なくするためには、色変換層を分厚くする必要があり、その結果、光散乱のために画素が滲み解像度が低下する問題があった。また、ＣＣＭから放射される発光は波長分布を有し、それがそのまま放射されるため、シャープな緑色や赤色を得ることが困難で、色純度が低下するという問題があった。
【０００９】
色純度の改善方法として、マイクロキャビティ（多重干渉）を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。有機ＥＬ素子を光反射膜と半透過膜で挟むと、該素子内で発光した光は、光反射膜と半透過膜間で反射を繰り返し共振する結果、光反射膜と半透過膜間の距離（共振長）により外部に取り出される光の波長が限定されるので、もともとの発光スペクトルに比較して狭いスペクトル幅の発光を取り出される技術である。このマイクロキャビティ構造ではキャビティ内の発光と共振長の組合せにより、所望の波長を増幅して取り出すことができる。しかしながら、当然のことながら、発光素子からの発光に含まれていない波長は増幅できないため、多色表示のためには、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応した発光層を塗り分けて作製する必要があった。従って、前述のように大画面、あるいはフレキシブル表示装置に用いるのは困難であった。
【特許文献１】特開２００２−３５９０７６号公報
【特許文献２】特表２００２−５２０８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高色純度の発光が得られ発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法を提供することを課題とする。さらに発光素子部を共通にした多色表示装置であって、製造が簡便な多色表示装置及び発光素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記課題は、下記の手段によって解決する事を見出された。
＜１＞ 基板上に、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光部と、該有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層を備えてなる発光素子であって、前記有機電界発光部と前記色変換層が共に光反射層と半透過半反射層で挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする発光素子。
＜２＞ 前記マイクロキャビティ構造を形成する光反射層及び半透過半反射層の少なくとも一方が前記電極の一方であることを特徴とする＜１＞に記載の発光素子。
＜３＞ 前記有機電界発光部の発光ピーク波長が５００ｎｍより短波長であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の発光素子。
＜４＞ 前記マイクロキャビティ構造により前記基板の法線方向で強められる光の波長が、前記色変換層から放射される光の波長であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の発光素子。
＜５＞ 前記発光層の発光材料が燐光発光材料であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の発光素子。
＜６＞ 前記基板が可撓性基板であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の発光素子。
＜７＞ 前記色変換層と接する層の少なくとも一方に前記有機電界発光部からの発光を吸収しない絶縁層が配置されていることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の発光素子。
＜８＞ 前記絶縁層の厚みが５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする＜７＞に記載の発光素子。
＜９＞ 複数の発光素子を配列した多色表示装置であって、該発光素子の少なくとも１つが＜１＞〜＜８＞に記載の発光素子であることを特徴とする多色表示装置。
＜１０＞ 前記複数の発光素子は、互いに有機電界発光部の発光ピーク波長は同一であり、色変換層を有する発光素子のマイクロキャビティ構造の共振距離が色変換層の厚みにより調節され、該共振距離は変換された放射光を共振する波長に調節されていることを特徴とする＜９＞に記載の多色表示装置。
＜１１＞ 前記マイクロキャビティ構造の外側にカラーフィルターを有することを特徴とする＜９＞又は＜１０＞に記載の多色表示装置。
＜１２＞ 発光素子の発光層を作る工程とそれとは異なる発光色の色変換層を作る工程とこれらを同時に挟持する一対の反射層と半透過層を作る工程を含む発光素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、高色純度の発光が得られ発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法が提供される。さらに発光素子部が共通の材料と構成を有し、色変換層の変換材料とその厚みを変えることにより、所望の波長の光が共振されて取り出される多色表示装置が提供される。本発明に拠れば、高色純度の発光が得られ、且つ製造が簡便な発光素子、多色表示装置及び発光素子の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１．発光素子の構成
本発明発光素子は、基板上に、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光部（以後、有機ＥＬ部と記する場合がある）、該有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層を有し、前記有機電界発光部と前記色変換層が共に光反射層と半透過半反射層で挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
即ち、本発明の発光素子は、色変換層をマイクロキャビティ内部に設置することで、上記の従来の問題を解決したものである。マイクロキャビティ構造内に色変換層を配置することにより、有機ＥＬ素子から放射された青色光がキャビティ内で反射を繰り返し、色変換層を何度も通過するため、色変換層は薄くても元の青色光を十分に吸収して高い変換効率で色変換が行われる。マイクロキャビティの共振波長は色変換層から放射される光のピーク波長に相当するように共振距離を設計することにより、有機ＥＬ素子からの青色光は正面方向に漏れ出すことができない。すなわち、元の青色光は色変換層に吸収され所望の波長に変換されるので、色純度の高い放射光が外部に取り出される。
【００１５】
好ましくは、前記マイクロキャビティ構造を形成する光反射層及び半透過半反射層の少なくとも一方が前記電極の一方である。例えば、以下のような構成が好適に用いられる。
・基板／反射層／色変換層／透明電極／有機ＥＬ層／半透過半反射性電極（上方放射）
・基板／反射性電極／有機ＥＬ層／透明電極／色変換層／半透過半反射層（上方放射）
・基板／半透過半反射層／色変換層／透明電極／有機ＥＬ層／反射性電極（下方放射）
・基板／半透過半反射電極／有機ＥＬ層／透明電極／色変換層／反射層（下方放射）
【００１６】
好ましくは、有機ＥＬ部の発光ピーク波長が５００ｎｍより短波長である。より好ましくは、有機ＥＬ部の発光がＢ光で、該Ｂ光を色変換層により変換することによりＧ光とＲ光が得られる。即ち、有機ＥＬ部は共通であり、色変換層により他の２色を形成することができる。
【００１７】
本発明の多色表示装置は、上記の発光素子を複数配列した多色表示装置である。
好ましくは、前記複数の発光素子は、互いに有機電界発光部の発光ピーク波長は同一であり、色変換層を有する発光素子のマイクロキャビティ構造の共振距離が色変換層の厚みにより調節され、該共振距離は変換された放射光を共振する波長に調節されている。
【００１８】
好ましくは、マイクロキャビティ構造の外側にカラーフィルターを有する。本発明におけるマイクロキャビティ構造は、好ましくは、前記基板の法線方向で強められる光の波長が、前記色変換層から放射される光の波長となるように設計される。従って、法線方向からずれた光は、共振波長が異なり、色純度を低下させることになるので、カラーフィルターの設置により、このような光を遮断するのが好ましい。また、本発明によるマイクロキャビティとカラーフィルタを組み合わせた構成では、偏光板を設ける必要がなく、構成が単純になる点で好ましい。
【００１９】
以下に図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図２は本発明の発光素子の断面模式図である。透明基板１上に、順に、半透過半反射層２、色変換層３、透明下部電極４、発光層を含む有機層５、及び反射性上部電極６が形成される。電極間に電圧が印加される第１の波長の発光し、該発光は色変換層３に吸収される。吸収される光は、発光部位からの直接の入射光の他、反射性上部電極６や半透過半反射層２によって反射された光も含まれる。第１の波長の光が色変換層３によって吸収されるまで反射が繰り返されるので、色変換層３が薄層であっても、十分に第１の波長の光を吸収することができる。
色変換層３は第１の波長の光を吸収して、より長波長の第２波長の光を放射する。色変換層による色変換は、通常、蛍光発光が利用され、得られる蛍光は分子が有する多数のエネルギー準位のために、ブロードなスペクトル分布を有する。反射性上部電極６と半透過半反射層２の間の距離は、該第２の波長成分の内の所望の波長成分が共振する光学距離となるように設計されているので、該所望の波長の光のみが共振され、半透過半反射層２を透過して外部に取り出される。その結果、高輝度でかつスペクトル分布の狭い高色純度の光Ａが取り出される。
【００２０】
図３は従来の色変換層を有する発光素子の断面模式図である。透明基板１０上に、順に、色変換層３０、半透過半反射性下部電極４０、発光層を含む有機層５０、及び反射性上部電極６０が配置される。有機層５０で発光した第１の波長の光は半透過半反射性下部電極４０と反射性上部電極６０間で反射を繰り返し、共振された光が半透過半反射性下部電極４０を透過して色変換層３０に吸収される。色変換層３０は第１の波長の光を吸収して、より長波長の第２波長の光Ｂを放射する。該構成では、半透過半反射性下部電極４０と反射性上部電極６０間の光学距離は、色変換層３０が吸収する光が共振する距離に設計されなければならない。色変換層３０から放射される第２波長の光Ｂは、ブロードなスペクトル分布のままである。また、第１の波長の光は、全てが色変換層３０に吸収される訳ではなく、一部は吸収されずに透過してしまう（図２中に光Ｃで示す）。吸収率を高めるには、色変換層３０を分厚くしなければならない。従って、該構成では、取り出される光は第２波長のスペクトル分布がブロードな上、且つ第１波長成分Ｃが混入するため、輝度が低く、かつ色純度の低いものになってしまう。
【００２１】
図４は、本発明の青色発光素子、緑色発光素子、及び赤色発光素子を配置した多色表示装置の断面模式図である。透明基板１００上に、順に、半透過半反射層１２０、絶縁層１７０を設け、緑色発光素子と赤色発光素子が配置される箇所には、それぞれ色変換層１３０Ｇ、１３０Ｒが形成される。有機電界発光部は、青色発光素子（Ａ）、緑色発光素子（Ｂ）及び赤色発光素子（Ｃ）とも同一構成であり、透明下部電極１４０、発光層を含む有機層１５０、及び反射性上部電極１６０より構成され、青色発光する。青色発光素子の共振波長は有機電界発光部が発光する青色波長であり、緑色発光素子の共振波長は色変換層から放射される光の中の緑色光成分であり、及び赤色発光素子の共振波長は色変換層から放射される光の中の赤色光成分である。従って、本構成に拠れば、有機電界発光部は共通であり、所望の色に対応して組成と厚みを変えた色変換層を組み合わせて配置するだけで、高色純度で高輝度の色再現が得られる。
【００２２】
＜本発明の発光素子、表示装置の製造方法＞
本発明の多色表示装置の製造方法は、有機ＥＬ素子部分で塗り分けを必要としないため製造工程数が減り、歩留まりが改善するとともにコスト削減が期待できる。また、さまざまな製造方法を適用可能となるため、フレキシブル基板を用いた場合にも多色表示装置を実現しやすい。有機ＥＬ素子部分の塗り分けが必要無い代わりに、色変換層を画素ごとに塗り分ける必要があるが、有機ＥＬ素子の発光層を塗り分ける場合とは異なり、塗り分け工程数を減らせるのに加えて、さまざまな塗り分け方法が適用できるようになる。
【００２３】
基板／半透過半反射層ｏｒ反射層／色変換層／電極１／有機ＥＬ／反射性電極若しくは半透過半反射性電極の構成では色変換層の塗り分けは素子成膜前であるために有機ＥＬ素子には全く影響を及ぼさない。また、基板／反射性電極若しくは半透過半反射電極／有機ＥＬ／透明電極／色変換層／半透過半反射層若しくは反射層の構成においても、有機ＥＬ素子の電極の外側であるため色変換層塗りわけによる素子への影響が少なく、使用できる手法の自由度は高くなる。
【００２４】
以下にその例を説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
色変換層を画素毎に塗り分ける方法としては、レーザー転写法やレーザー除去法、マスク蒸着等が可能であり、いずれも発光層を同じ方法で塗り分けて多色を実現する場合よりも製造工程数が減り、発光素子への悪影響を小さくして歩留まりを改善することができる。
【００２５】
例えば、素子の発光層をレーザー転写で塗り分ける場合には、ＲＧＢ全ての発光層を転写で塗り分ける必要があり、転写時の他層へのレーザー照射が悪影響を及ぼしたり、発光素子の内部で塗り分けを行うために転写時の雰囲気により発光素子が悪影響を受けたりする場合が多い。それに対して色変換層の転写による塗り分けの場合には、転写する必要があるのは緑色変換層と赤色変換層で転写数が少なくて済むのに加えて、有機ＥＬ素子部へのレーザーの影響や雰囲気の影響はほとんど無い。
【００２６】
レーザー除去法による発光層の塗りわけの場合には、発光層以外の層がレーザーで除去されてしまう可能性が高いため、この方法により発光層を塗り分けることは困難である。それに対して色変換層のレーザー除去による塗りわけでは、たとえば赤色変換層を基板に全面蒸着した後に緑画素と青色画素に相当する部分の色変換層をレーザー照射で除去し、続いて緑色変換層を全面蒸着して青色画素部分に相当する部分をレーザー照射で除去することで、各画素の色変換層の塗り分けが可能である。赤色画素部分は赤色変換層と緑色変換層の積層色変換膜となるが、緑色変換層からの発光がさらに赤色に変換されるので特に問題は発生しない。この色変換層を形成した後に、透明電極と有機ＥＬ部分、上部電極を形成すれば、容易に多色表示装置が実現できる。
【００２７】
最も一般的なマスク蒸着を用いた塗り分けの場合にも本発明の製造方法は有効である。有機ＥＬ素子の発光層をマスク蒸着で塗り分ける場合にはＲＧＢ全てを塗り分けにより成膜する必要がある。また、マスクの接触により素子が傷ついたり、マスク移動の際に発生したごみによる上下電極間ショートが発生したりして歩留まり低下の原因になる。それに対して色変換層をマスクにより塗り分ける場合には、塗り分ける必要があるのは緑色変換層と赤色変換層で塗りわけ数が少なくて済むのに加えて、発光素子成膜前あるいは成膜後にマスク塗り分けすることになるため、マスク接触による素子への悪影響はほとんど無い。すなわち素子成膜前であればマスクは素子を傷つけることは全く無く、素子成膜後の塗り分けであっても素子の電極上にマスクが接触することになり、素子内部に接触するよりもはるかに影響が少なく、保護層により電極を保護してから塗り分けすることも可能である。マスク接触を気にしなくて良いため、マスクを電磁石により基板に強く密着させて成膜を行うことができ、基板の伸縮やマスクのたわみによるずれを解消しやすい。
【００２８】
２．共振構造
本発明における共振構造は、一対の光反射層と半透過半反射層の間に有機ＥＬ部及び色変換層を矜持し、有機ＥＬ部の光学膜厚と半透過半反射層の光学膜厚を調整し、色変換層により変換された放射光が共振する光学的距離となるように設計される。共振により強められた高色純度の光が前記半透過半反射層を透過して外部に取り出される。
【００２９】
有機ＥＬ部の上部電極もしくは下部電極の少なくとも一方が、該光反射層もしくは該半透過半反射層である。
【００３０】
好ましくは、前記半透過半反射性層の光透過率が５％以上５０％以下であり、光反射率が５０％以上９０％以下である。
好ましくは、前記半透過半反射層を構成する材料は、金属材料であり、白金、金、銀、クロム、タングステン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、およびナトリウムの単体もしくは合金より好ましく選ばれる。
好ましくは、前記半透過半反射層の厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【００３１】
共振構造を設計する方法は公知の方法が適用できる。例えば、特開平０６−２８３２７１号や、特開平０７−２８２９８１号、特開平０９−１８０８８３号および時任らのＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．８６，Ｎｏ．５，１ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９９， ｐ．２４０７−２４１１、中山らのＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６３（５），２ Ａｕｇｕｓｔ １９９３， ｐ．５９４−５９５，高田らのＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６３（１５），１１ Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９３， ｐ．２０３２−２０３４などに共振構造の調整方法が記載されており、本発明はそれらの何れの方法を用いてもよい。
【００３２】
３．色変換層
色変換層は、有機ＥＬ部からの発光を吸収して、波長変換し、より長波長の光を放射する層である。具体的には、色変換材料として蛍光色素を用いることができる。
蛍光色素としては、有機蛍光体または無機蛍光体でもよく、変換したい波長によって使い分けることができる。
【００３３】
有機蛍光体としては、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などが挙げられる。
【００３４】
無機蛍光体としては、粒径が３μｍ以下の微粒子のものが好ましく、さらにその製法が液相法を経由された合成された単分散に近い超微粒子蛍光体であることが好ましい。
無機蛍光体は、結晶母体と賦活剤によって構成される無機系蛍光体、または希土類錯体系蛍光体が挙げられる。
【００３５】
無機系蛍光体の組成は特に制限はないが、結晶母体であるＹ２Ｏ２Ｓ、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｃａ５（ＰＯ４）３Ｃｌ等に代表される金属酸化物及びＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ等に代表される硫化物に、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類金属のイオンやＡｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｂ等の金属のイオンを賦活剤または共賦活剤として組み合わせたものが好ましい。
【００３６】
結晶母体を更に詳しく説明すると、結晶母体としては金属酸化物が好ましく、例えば、（Ｘ）３Ａｌ１６Ｏ２７、（Ｘ）４Ａｌ１４Ｏ２５、（Ｘ）３Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ１０、（Ｘ）４Ｓｉ２Ｏ８、（Ｘ）２Ｓｉ２Ｏ６、（Ｘ）２Ｐ２Ｏ７、（Ｘ）２Ｐ２Ｏ５、（Ｘ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ、（Ｘ）２Ｓｉ３Ｏ８、（Ｘ）Ｃｌ２〔ここで、Ｘはアルカリ土類金属を表す。なお、Ｘで表されるアルカリ土類金属は単一成分でも２種類以上の混合成分でもよく、その混合比率は任意でよい。〕のようなアルカリ土類金属で置換された酸化アルミニウム、酸化ケイ素、リン酸、ハロリン酸等が代表的な結晶母体として挙げられる。
【００３７】
その他の好ましい結晶母体としては、亜鉛の酸化物および硫化物、イットリウムやガドリウム、ランタン等の希土類金属の酸化物およびその酸化物の酸素の一部を硫黄原子に換えた（硫化物）もの、および希土類金属の硫化物およびそれらの酸化物や硫化物に任意の金属元素を配合したもの等が挙げられる。
【００３８】
結晶母体の好ましい例を以下に列挙する。Ｍｇ４ＧｅＯ５・５Ｆ、Ｍｇ４ＧｅＯ６、ＺｎＳ、Ｙ２Ｏ２Ｓ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２ＳｉＯ１０、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｙ２Ｏ３、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７、ＢａＡｌ１２Ｏ１９、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ２Ｏ３、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ、ＳｒＧａ２Ｓ４、ＳｒＳ、ＧａＳ、ＳｎＯ２、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（Ｆ、Ｃｌ）２、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２、（Ｌａ、Ｃｅ）ＰＯ４、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５、Ｙ２ＳＯ４、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ、Ｇｄ２Ｏ３、ＹＶＯ４、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４等である。
【００３９】
以上の結晶母体及び賦活剤または共賦活剤は、同族の元素と一部置き換えたものでも構わないし、とくに元素組成に制限はなく、青紫領域の光を吸収して可視光を発するものであればよい。
【００４０】
本発明において、無機系蛍光体の賦活剤、共賦活剤として好ましいものは、Ｌａ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｙｂ、Ｐｒ等に代表されるランタノイド元素のイオン、Ａｇ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ａｌ等の金属のイオンであり、そのドープ量は母体に対して０．００１〜１００モル％が好ましく、０．０１〜５０モル％がさらに好ましい。
【００４１】
賦活剤、共賦活剤は結晶母体を構成するイオンの一部を上記ランタノイドのようなイオンに置き換えることでその結晶の中にドープされる。
【００４２】
蛍光体結晶の実際の組成は、厳密に記載すれば以下のような組成式になるが、賦活剤の量の大小は本質的な蛍光特性に影響を及ぼさないことが多いので、以下特にことわりのない限り下記ｘやｙの数値は記載しないこととする。例えばＳｒ４−ｘＡｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋ｘは、本発明においてはＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋と表記する。
【００４３】
以下に代表的な無機系蛍光体（結晶母体と賦活剤によって構成される無機蛍光体）の組成式を記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。（ＢａｚＭｇ１−ｚ）３−ｘ−ｙＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋ｘ，Ｍｎ２＋ｙ、Ｓｒ４−ｘＡｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋ｘ、（Ｓｒ１−ｚＢａｚ）１−ｘＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋ｘ、Ｂａ２−ｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋ｘ、Ｓｒ２−ｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋ｘ、Ｍｇ２−ｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋ｘ、（ＢａＳｒ）１−ｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋ｘ、Ｙ２−ｘ−ｙＳｉＯ５：Ｃｅ３＋ｘ，Ｔｂ３＋ｙ、Ｓｒ２−ｘＰ２Ｏ５：Ｅｕ２＋ｘ、Ｓｒ２−ｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋ｘ、（ＢａｙＣａｚＭｇ１−ｙ−ｚ）５−ｘ（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋ｘ、Ｓｒ２−ｘＳｉ３Ｏ８−２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋ｘ［ｘ，ｙおよびｚはそれぞれ１以下の任意の数を表す。］
【００４４】
以下に本発明に好ましく使用される無機系蛍光体を示すが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。
【００４５】
［青色発光 無機系蛍光体］
（ＢＬ−１） Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ４＋
（ＢＬ−２） Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−３） ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−４） ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋
（ＢＬ−５） ＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋
（ＢＬ−６） （Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−７） （Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−８） ＢａＡｌ２ＳｉＯ８：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−９） Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１０） Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１１） （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１２） ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１３） （Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１４） Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋
（ＢＬ−１５） Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋
【００４６】
［緑色発光 無機系蛍光体］
（ＧＬ−１） （ＢａＭｇ）Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋
（ＧＬ−２） Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−３） （ＳｒＢａ）Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−４） （ＢａＭｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−５） Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋
（ＧＬ−６） Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７−Ｓｒ２Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−７） （ＢａＣａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−８） Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８−２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−９） Ｚｒ２ＳｉＯ４、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋
（ＧＬ−１０） Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−１１） Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
（ＧＬ−１２） （ＢａＳｒ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
【００４７】
［赤色発光 無機系蛍光体］
（ＲＬ−１） Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−２） ＹＡｌＯ３：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−３） Ｃａ２Ｙ２（ＳｉＯ４）６：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−４） ＬｉＹ９（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−５） ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−６） ＣａＳ：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−７） Ｇｄ２Ｏ３：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−８） Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−９） Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋
（ＲＬ−１０） Ｍｇ４ＧｅＯ５．５Ｆ：Ｍｎ４＋
（ＲＬ−１１） Ｍｇ４ＧｅＯ６：Ｍｎ４＋
（ＲＬ−１２） Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５
（ＲＬ−１３） Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５
（ＲＬ−１４） Ｋ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５
（ＲＬ−１５） Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５
【００４８】
上記無機系蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよく、その方法としてはシランカップリング剤等の化学的処理によるものや、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、さらにはそれらの併用によるもの等が挙げられる。
【００４９】
希土類錯体系蛍光体としては、希土類金属としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等を有するものが挙げられ、錯体を形成する有機配位子としては、芳香族系、非芳香族系のどちらでも良く、好ましく下記一般式（Ｂ）で表される化合物が好ましい。
【００５０】
一般式（Ｂ） Ｘａ−（Ｌｘ）−（Ｌｙ）ｎ−（Ｌｚ）−Ｙａ
［式中、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚはそれぞれ独立に２個以上の結合手を持つ原子を表わし、ｎは０または１を表わし、ＸａはＬｘの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表わし、ＹａはＬｚの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表わす。さらにＸａの任意の部分とＬｘとは互いに縮合して環を形成してもよく、Ｙａの任意の部分とＬｚとは互いに縮合して環を形成してもよく、ＬｘとＬｚとは互いに縮合して環を形成してもよく、さらに分子内に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が少なくとも一つ存在する。ただし、Ｘａ−（Ｌｘ）−（Ｌｙ）ｎ−（Ｌｚ）−Ｙａがβ−ジケトン誘導体やβ−ケトエステル誘導体、β−ケトアミド誘導体又は前記ケトンの酸素原子を硫黄原子又は−Ｎ（Ｒ２０１）−に置き換えたもの、クラウンエーテルやアザクラウンエーテルまたはチアクラウンエーテルまたはクラウンエーテルの酸素原子を任意の数硫黄原子または−Ｎ（Ｒ２０１）−に置き換えたクラウンエーテルを表わす場合には芳香族炭化水素環または芳香族複素環は無くてもよい。−Ｎ（Ｒ２０１）−において、Ｒ２０１は、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。］
一般式（Ｂ）において、ＸａおよびＹａで表される配位可能な原子とは、具体的には酸素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であり、特に酸素原子、窒素原子、硫黄原子であることが好ましい。
【００５１】
一般式（Ｂ）において、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚで表される２個以上の結合手を持つ原子としては、特に制限はないが、代表的には炭素原子、酸素原子、窒素原子、シリコン原子、チタン原子等が挙げられるが、このましいものは炭素原子である。
【００５２】
以下に一般式（Ｂ）で表される希土類錯体系蛍光体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
【化１】
【００５４】
【化２】
【００５５】
【化３】
【００５６】
【化４】
【００５７】
【化５】
【００５８】
【化６】
【００５９】
【化７】
【００６０】
上記色変換層は、上記蛍光体を蒸着あるいはスパッタリング法による製膜や、適当な樹脂をバインダとしてその中に分散させた塗布膜等いずれの形態であっても構わない。膜厚は、５ｎｍ〜５０μｍ程度が適当である。ここで、適当な樹脂をバインダとしてその中に分散させた塗布膜とする場合、蛍光体の分散濃度は、蛍光の濃度消光を起こすことがなく、かつ、有機ＥＬ部からの発光を十分に吸収できる範囲であればよい。蛍光体の種類によるが、使用する樹脂１ｇに対して１０−７〜１０−３モル程度が適当である。無機蛍光体の場合は、濃度消光がほとんど問題とならないため、樹脂１ｇに対して０．１〜１０ｇ程度使用できる。
【００６１】
４．有機ＥＬ部
次に、本発明の有機ＥＬ部を構成する有機電界発光素子の構成について詳細に説明する。
（構成）
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の積層の形態としては、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている構成を一つの単位として、該単位が複数積層されている態様が好ましい。更に、正孔輸送層と発光層との間に正孔輸送性中間層、及び／又は発光層と電子輸送層との間に、電子輸送性中間層を有する。また、陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を、同様に陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。各単位構成の間には絶縁性電荷発生層を配することが好ましい。
【００６２】
本発明における陽極および陰極の少なくとも一方は光取り出し面にあって、発光層で発光した光に対して半透過性かつ半反射性である。
本発明における半透過反射性金属の反射率および透過率は、下記の測定方法によって測定される。
【００６３】
（測定機器）
一般に市販されている分光光度計（例えば、日立製作所（株）製Ｕ−４１００型分光光度計）。
（測定方法）
反射率：ガラス基板上に半透過反射性金属を成膜し、基板の法線方向に対して５度の入射角で測定光を入射し、−５度の反射角の反射光を検出する。反射光量÷入射光量で反射率が求まる。
【００６４】
透過率：上記と同様のサンプルに、基板の法線方向から光を入射し（入射角０度）、法線方向（出射角０度）に出射した光を検出する。出射光量÷入射光量で透過率が求まる。
上記方法で反射率を測定したとき、本願における半透過反射性金属は、発光スペクトルの極大波長において、３０％以上９５％以下の範囲にある。好ましくは５０％以上９０％以下である。
【００６５】
上記方法で透過率を測定したとき、本願における半透過反射性金属は、発光スペクトルの極大波長において、５％以上７０％以下の範囲にある。好ましくは１０％以上５０％以下である。
【００６６】
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の好適な単位構成は、陽極側から順に、少なくとも、（１）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）を有する態様、（２）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）を有する態様、（３）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）を有する単位である。
【００６７】
上記正孔輸送性中間層は、発光層への正孔注入を促進する機能、及び電子をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
また、上記電子輸送性中間層は、発光層への電子注入を促進する機能、及び正孔をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
更に、上記正孔輸送性中間層及び上記電子輸送性中間層の少なくとも一方は、発光層で生成する励起子をブロックする機能を有することが好ましい。
上記の正孔注入促進、電子注入促進、正孔ブロック、電子ブロック、励起子ブロックといった機能を有効に発現させるためには、該正孔輸送性中間層および該電子輸送性中間層は、発光層に隣接していることが好ましい。
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
【００６８】
次に、本発明の発光素子を構成する要素について、詳細に説明する。
【００６９】
（有機化合物層の形成）
本発明の有機電界発光素子において、有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、またはスプレー法等いずれによっても好適に形成することができる。
【００７０】
（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
【００７１】
正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用でき、具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、または五塩化アンチモンなどのルイス酸化合物を好適に用いることができる。
【００７２】
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、またはトリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フレーレンなどを好適に用いることができる。
具体的にはヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、ｏ−ジシアノベンゼン、ｐ−ジシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｐ−シアノニトロベンゼン、ｍ−シアノニトロベンゼン、ｏ−シアノニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１−ニトロナフタレン、２−ニトロナフタレン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９−シアノアントラセン、９−ニトロアントラセン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、Ｃ６０、およびＣ７０などが挙げられる。
【００７３】
このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、またはＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、または２，３，５，６−テトラシアノピリジンが特に好ましい。
【００７４】
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、正孔輸送材料に対して０．０１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、５０質量％を超えると正孔輸送能力が損なわれるため好ましくない。
【００７５】
正孔注入層、正孔輸送層の材料としては、具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、ピラゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、またはカーボン等を含有する層であることが好ましい。
【００７６】
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、発光効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００７７】
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が正孔輸送層であるとき、該正孔輸送層のＩｐ（ＨＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＩｐ（Ｄ）より小さいことが駆動耐久性の点で好ましい。
正孔輸送層におけるＩｐ（ＨＴＬ）は、後述するＩｐの測定方法により測定することができる。
【００７８】
また、正孔輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−３ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
該キャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度の測定方法と同様の方法により測定した値を採用する。
また、該正孔輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性、発光効率の観点から好ましい。
【００７９】
（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得た正孔を障壁する機能のいずれかを有している層である。
【００８０】
電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属などが好適に用いられる。
特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、およびＹｂなどが挙げられる。
【００８１】
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１質量％〜９９質量％であることが好ましく、１．０質量％〜８０質量％であることが更に好ましく、２．０質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、電子輸送層材料に対して０．１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、９９質量％を超えると電子輸送能力が損なわれるため好ましくない。
【００８２】
電子注入層、電子輸送層の材料としては、具体的には、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
【００８３】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、発光効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が電子輸送層であるとき、該電子輸送層のＥａ（ＥＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＥａ（Ｄ）より大きいことが駆動耐久性の点で好ましい。
【００８４】
該Ｅａ（ＥＴＬ）は、後述するＥａの測定方法と同様の方法により測定した値を用いる。
また、電子輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−３ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
また、該電子輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性の観点から好ましい。該キャリア移動度は、前記正孔輸送層の測定方法と同様に行った。
本発明における発光素子のキャリア移動度において、正孔輸送層、電子輸送層、及び発光層におけるキャリア移動度としては、（電子輸送層≧正孔輸送層）＞発光層であることが、駆動耐久性の点で好ましい。
バッファー層に含有されるホスト材料としては、後述する正孔輸送性ホストまたは電子輸送性ホストを好適に用いることができる。
【００８５】
（発光層）
本発明においては発光層は複数有するが、ここではその単層について説明する。複数有する場合は、以下に説明する単層の構成の中より好ましく選択して組合わせて用いることが出来る。
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層または正孔輸送性バッファー層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、電子輸送層または電子輸送性バッファー層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、少なくとも一種の発光性ドーパントと複数のホスト化合物とを含む。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。発光層が複数の場合であっても、発光層の各層に、少なくとも一種の発光性ドーパントと複数のホスト化合物とを含有することが好ましい。
また、発光層の単層の厚さは、駆動電圧を下げるため、一般的に１００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであることが更に好ましい。
【００８６】
本発明における発光層に含有する発光性ドーパントと複数のホスト化合物としては、一重項励起子からの発光（蛍光）が得られる蛍光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せでも、三重項励起子からの発光（燐光）が得られる燐光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せでもよいが、中でも、発光効率の観点から、燐光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せであることが好ましい。
本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光性ドーパントを含有することができる。
【００８７】
《発光性ドーパント》
本発明における発光性ドーパントとしては、燐光性発光材料、蛍光性発光材料等いずれもドーパントとして用いることができる。
本発明における発光性ドーパントは、更に前記ホスト化合物との間で、１．２ｅＶ＞△Ｉｐ＞０．２ｅＶ、及び／又は１．２ｅＶ＞△Ｅａ＞０．２ｅＶの関係を満たすドーパントであることが駆動耐久性の観点で好ましい。
【００８８】
《燐光発光性ドーパント》
前記燐光性の発光性ドーパントとしては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【００８９】
錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」 Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
【００９０】
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては、例えば、ＵＳ ６３０３２３８ Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ ００／５７６７６、ＷＯ ００／７０６５５、ＷＯ ０１／０８２３０、ＷＯ ０１／３９２３４ Ａ２、ＷＯ ０１／４１５１２ Ａ１、ＷＯ ０２／０２７１４ Ａ２、ＷＯ ０２／１５６４５ Ａ１、ＷＯ ０２／４４１８９ Ａ１、特開２００１−２４７８５９、特願２０００−３３５６１、特開２００２−１１７９７８、特願２００１−２４８１６５、特開２００２−２３５０７６、特願２００１−２３９２８１、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ １２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特開２００６−２５６９９９、特願２００５−７５３４１等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい（２）の関係を満たす発光性ドーパントとしては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、Ｃｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体が好ましい。
【００９１】
《蛍光発光性ドーパント》
前記蛍光性の発光性ドーパントとしては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、ペンタセンなど）、８−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、およびこれらの誘導体などを挙げることができる。
【００９２】
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９３】
【化８】
【００９４】
【化９】
【００９５】
【化１０】
【００９６】
上記の中でも、本発明で用いる発光性ドーパントとしては、発光効率、耐久性の観点からＤ−２、Ｄ−３、Ｄ−４、Ｄ−５、Ｄ−６、Ｄ−７、Ｄ−８、Ｄ−９、Ｄ−１０、Ｄ−１１、Ｄ−１２、Ｄ−１３、Ｄ−１４、Ｄ−１５、Ｄ−１６、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４が好ましく、Ｄ−２、Ｄ−３、Ｄ−４、Ｄ−５、Ｄ−６、Ｄ−７、Ｄ−８、Ｄ−１２、Ｄ−１４、Ｄ−１５、Ｄ−１６、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４がより好ましく、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４が更に好ましい。
【００９７】
発光層中の発光性ドーパントは、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、０．１質量％〜３０質量％含有されるが、耐久性、発光効率の観点から１質量％〜１５質量％含有されることが好ましく、２質量％〜１２質量％含有されることがより好ましい。
【００９８】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、発光効率の観点で、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００９９】
（ホスト材料）
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料（正孔輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト化合物（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。
【０１００】
《正孔輸送性ホスト》
本発明の有機層に用いられる正孔輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．１ｅＶ以上６．３ｅＶ以下であることが好ましく、５．４ｅＶ以上６．１ｅＶ以下であることがより好ましく、５．６ｅＶ以上５．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが１．２ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが好ましく、１．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であることがより好ましく、１．８ｅＶ以上２．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【０１０１】
このような正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマチオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及び、それらの誘導体等が挙げられる。
中でも、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にカルバゾール骨格および／または芳香族第三級アミン骨格を複数個有するものが好ましい。
このような正孔輸送性ホストとしての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１０２】
【化１１】
【０１０３】
【化１２】
【０１０４】
【化１３】
【０１０５】
《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【０１０６】
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレン及びペリレン等の芳香環化合物のテトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
【０１０７】
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物は金属に配位する少なくとも１つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
【０１０８】
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
【０１０９】
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であっても良い。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
【０１１０】
ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、および２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
【０１１１】
金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開２００２−２３５０７６、特開２００４−２１４１７９、特開２００４−２２１０６２、特開２００４−２２１０６５、特開２００４−２２１０６８、特開２００４−３２７３１３等に記載の化合物が挙げられる。
【０１１２】
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１１３】
【化１４】
【０１１４】
【化１５】
【０１１５】
【化１６】
【０１１６】
電子輸送層ホストとしては、Ｅ−１〜Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−２１、またはＥ−２２が好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−１０、Ｅ−２１、またはＥ−２２がより好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−２１、またはＥ−２２が更に好ましい。
【０１１７】
本発明における発光層において、発光性ドーパントとして燐光発光性ドーパントを用いたとき、該燐光発光性ドーパントの最低三重項励起エネルギーＴ１（Ｄ）と前記複数のホスト化合物の最低励起三重項エネルギーのうち最小のもの前記Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎとが、Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎ＞Ｔ１（Ｄ）の関係を満たすことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。
【０１１８】
また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上８５質量％以下であることが好ましい。
【０１１９】
また、発光層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−６ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
【０１２０】
該発光層のキャリア移動度は、後述の前記キャリア輸送層のキャリア移動度より小さいことが発光効率、駆動耐久性の観点から好ましい。
該キャリア移動度は、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ法により測定し、得られた値をキャリア移動度とした。
【０１２１】
（正孔ブロック層）
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明においては、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層は、特に限定されるものではないが、具体的には、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ピラザボール誘導体等を含有することができる。
また、正孔ブロック層の厚さは、駆動電圧を下げるため、一般的に５０ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜４０ｎｍであることが更に好ましい。
【０１２２】
（電極）
本発明における陽極電極および陰極電極は、発光を取り出す面をどちらにするかによって、反射率の高い鏡面とするか、前述の半反射性半透過性とされる。通常、ボトムエミッション型と呼ばれる素子構成では、陽極面が発光取り出し面であって、トップエミッション型と呼ばれる素子構成では、陰極面が発光取り出し面である。
【０１２３】
１）陽極
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有する。
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられ、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料が好ましい。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
【０１２４】
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
【０１２５】
本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【０１２６】
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【０１２７】
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
陽極の抵抗値としては、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。
【０１２８】
２）陰極
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有する。
【０１２９】
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、およびイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
【０１３０】
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
【０１３１】
なお、陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
【０１３２】
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。
例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
【０１３３】
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【０１３４】
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【０１３５】
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
【０１３６】
（基板）
本発明においては基板を用いることができる。用いられる基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【０１３７】
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。
【０１３８】
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【０１３９】
基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【０１４０】
（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、またはＮｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、またはＴｉＯ２等の金属酸化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、またはＣａＦ２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【０１４１】
保護層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、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）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（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、または転写法を適用できる。
【０１４２】
（封止）
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
【０１４３】
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜４０ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
【０１４４】
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【０１４５】
（本発明の発光装置の用途）
本発明の発光装置は、表示素子、ディスプレイ、標識、看板、又はインテリア等に好適に利用できる。
【実施例】
【０１４６】
以下に、本発明の発光装置の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。また、以下の実施例では、最も好適な製造方法として有機ＥＬ素子部分や色変換層に隣接する絶縁層の厚み及び透明電極の厚み等は一定とした。これらの層の厚みを変えて作製した場合には、製造工程数の増加は避けられないものの、色変換方式で高色純度を得るという目的を達しており、本発明の範疇である。
【０１４７】
実施例
（共振距離）
光反射層を厚み１００ｎｍのＡｌ膜、半透過半反射層を厚み２５ｎｍの銀薄膜とした場合、共振する光学的距離は、各色に対して下記のように見積もられる。
波長λの光を強めたいとき、以下の式のｍが整数になるように光学距離ｄを調節すればよい。ただし、ｎは光が通過する層の屈折率であり、φは反射層で光の位相がずれる量である。屈折率の異なる複数の層が積層されている場合、各層の屈折率と厚みを（ｎ１、ｄ１）、（ｎ２、ｄ２）、・・・としたとき、２ｎｄの部分を２（ｎ１＊ｄ１＋ｎ２＊ｄ２＋・・・）とすればよい。
２ｎｄ／λ＋φ／２π＝ｍ 式（１）
【０１４８】
実験により上記式のφを求めて、４６０ｎｍ，５２０ｎｍ，６２０ｎｍを強める光学距離（半透過半反射層−反射層間距離、有機膜換算）を求めると、以下のようになる。青色ＥＬ素子と緑色変換層を組み合わせて色純度の高い緑素子を作成する場合には、緑色を強める光学距離であって、かつ、青色は強めない光学距離を選べばよい。同様に青色素子と赤色変換層を用いた色純度の高い赤素子を作成する場合には、赤色を強める光学距離であって、かつ、青色は強めない光学距離を選べばよい。
【０１４９】
青（４６０ｎｍ）を共振させる光学距離：２０３ｎｍ±１３５ｎｍ（２０３ｎｍ、３３８ｎｍ、４７３ｎｍ、−−−−）
緑（５２０ｎｍ）を共振させる光学距離：２４２ｎｍ±１５３ｎｍ（２４２ｎｍ、３９５ｎｍ、５４８ｎｍ、−−−−）
赤（６２０ｎｍ）を共振させる光学距離：３０８ｎｍ±１８２ｎｍ（１２６ｎｍ、３０８ｎｍ、４９０ｎｍ、−−−−）
【０１５０】
（半透過半反射層を有する基板の作製）
厚さ０．７ｍｍのポリカーボネート基板を２−プロパノール中で超音波洗浄後、２０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。処理した面上に、真空蒸着によって下記の半透過半反射層を設けた。
・半透過半反射層：銀を厚み２５ｎｍに蒸着した。
【０１５１】
（青色発光素子の作製）
青色発光素子を作製した。
上記の半透過半反射層の上に、順次、下記電極および有機層を蒸着して、下記構成の青色発光有機ＥＬ部を作成した。
【０１５２】
＜素子構成＞
ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
青色発光有機層の構成：（２−ＴＮＡＴＡ＋０．１質量％Ｆ４−ＴＣＮＱ（６４ｎｍ））／（ＮＰＤ（１０ｎｍ）／ｍＣＰ＋１５質量％Ｐｔ−１（３０ｎｍ））／ＢＡｌｑ（４０ｎｍ）
上記素子の共振距離は、ＩＴＯ（５０＊２．０／１．７）＋ＯＬＥＤ（１４４ｎｍ）で２０３ｎｍである。この値は前述の通り、４６０ｎｍが強められる光学距離に一致している。
【０１５３】
得られた素子の発光ピーク波長は４６０ｎｍであった。
【０１５４】
実施例１
緑色発光素子を作製した。
前記の半透過半反射層の上に、順次、下記電極および有機層を蒸着して、下記構成の緑色発光有機ＥＬ部を作成した。有機層は青色発光素子における構成と同一である。なお、色変換層を挟むように配置したｍＣＰ層は、青色光を吸収した色変換材料が金属層（ここでは半透過半反射層とＩＴＯ電極）によりクエンチされるのを防ぐ目的で配置している。
【０１５５】
＜素子構成＞
ｍＣＰ（１０ｎｍ）／緑色変換層（１９ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
緑色変換層は下記組成を有し、波長５２０ｎｍの緑色光を放射する。
緑色変換層組成：ｔ（ｎｐａ）ｐｙとｔ（ｄｔａ）ｐｙをｔ（ｎｐａ）ｐｙに対してｔ（ｄｔａ）ｐｙが１質量％となるように共蒸着した。厚みは１９ｎｍであった。
【０１５６】
上記構成の光学的距離は、ｍＣＰ（１０ｎｍ）＋緑変換層（１９ｎｍ）＋ｍＣＰ（１０ｎｍ）＋ＩＴＯ（５０＊２．０／１．７）＋ＯＬＥＤ（１４４ｎｍ）で２４２ｎｍである。この値は前述の通り、５２０ｎｍが強められる光学距離に一致しており、かつ、青色を強める光学距離には一致していない。
【０１５７】
実施例２
赤色発光素子を作製した。
上記の半透過半反射層の上に、順次、下記電極および有機層を蒸着して、下記構成の赤色発光有機ＥＬ部を作成した。有機層は青色発光素子におけると同一である。なお、色変換層を挟むように配置したｍＣＰ層は、青色光を吸収した色変換材料が金属層（ここでは半透過半反射層とＩＴＯ電極）によりクエンチされるのを防ぐ目的で配置している。
【０１５８】
＜素子構成＞
ｍＣＰ（１０ｎｍ）／赤色変換層（８５ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
赤色変換層は下記組成を有し、波長６４０ｎｍの赤色光を放射する。
赤色変換層組成：ｔ（ｄｔａ）ｐｙとＤＣＪＴＢをｔ（ｄｔａ）ｐｙに対してＤＣＪＴＢが１質量％となるように共蒸着した。厚みは８５ｎｍであった。
【０１５９】
上記構成の光学的距離は、ｍＣＰ（１０ｎｍ）＋赤変換層（８５ｎｍ）＋ｍＣＰ（１０ｎｍ）＋ＩＴＯ（５０＊２．０／１．７）＋ＯＬＥＤ（１４４ｎｍ）で３０８ｎｍである。この値は前述の通り、６２０ｎｍが強められる光学距離に一致しており、かつ、青色を強める光学距離には一致していない。
【０１６０】
比較例
実施例１，２の緑色発光素子、赤色発光素子において、色変換層と半透過半反射層の配置を下記に変更した比較の緑色発光素子Ａ、及び比較の赤色発光素子Ａを作製した。
【０１６１】
＜素子構成＞
比較の緑色発光素子Ａ：基板／緑色変換層（１９ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／半透過半反射層（２５ｎｍ）／ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
有機層の構成、緑色変換層の構成は実施例１と同じものとした。
【０１６２】
比較の赤色発光素子Ｂ：基板／赤色変換層（８５ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／半透過半反射層（２５ｎｍ）／ＩＴＯ（５０ｎｍ）／有機層（１４４ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
有機層の構成、赤色変換層の構成は実施例２と同じものとした。
【０１６３】
上記で得られた本発明および比較例の素子のＩＴＯを陽極、Ａｌを陰極として０．４ｍＡ（１０ｍＡ／ｃｍ２）の駆動電流で駆動させ、コニカミノルタ製輝度計ＣＳ−１０００型にて取り出された光の発光輝度および分光スペクトルを測定した。発光のシャープさは、極大発光波長のピーク強度の１／２強度におけるスペクトル幅（半波長幅）を評価基準とした。半波長幅が小さいほどシャープなスペクトルとなる。表１に極大発光波長、ピーク強度と半波長幅を示した。
【０１６４】
その結果、本発明の実施例１、２の素子は、比較例ＡとＢの素子に比べて極大発光スペクトルにおけるピーク強度が高く、かつ半波長幅が極めて小さい高色純度の発光色であった。また、比較の素子では、色変換層に吸収されなかった４６０ｎｍの青色光の漏れが観測されたのに対し、本発明の実施例１，２の素子では、同じ色変換層の厚みにもかかわらず青色光の漏れは観測されず、色純度の高い発光が観測された。
【０１６５】
【表１】
【０１６６】
前記の発光素子に用いた化合物の構造を下記に示す。
【０１６７】
【化１７】
【０１６８】
【化１８】
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】多色表示装置の画素平面配置を示す概念図である。
【図２】本発明の発光素子の断面模式図である。Ａは色変換されて外部に取り出される光を表す。
【図３】従来の色変換型発光素子の断面模式図である。Ｂは色変換された波長分布の広い光、Ｃは漏れ光を表す。
【図４】本発明の多色表示装置の断面模式図である。
【符号の説明】
【０１７０】
Ｐｘ：発光素子
Ｄ：表示装置
１，１０，１１０：基板
２：半透過半反射層
３，３０：色変換層
１３０Ｇ：緑色変換層、１３０Ｒ：赤色変換層
４，１４０：透明下部電極
４０：半透過半反射電極
５，５０，１５０：有機層
６，６０，１６０：反射性上部電極（反射電極）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光部と、該有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層を備えてなる発光素子であって、前記有機電界発光部と前記色変換層が共に光反射層と半透過半反射層で挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記マイクロキャビティ構造を形成する光反射層及び半透過半反射層の少なくとも一方が前記電極の一方であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記有機電界発光部の発光ピーク波長が５００ｎｍより短波長であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記マイクロキャビティ構造により前記基板の法線方向で強められる光の波長が、前記色変換層から放射される光の波長であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記発光層の発光材料が燐光発光材料であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記基板が可撓性基板であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記色変換層と接する層の少なくとも一方に前記有機電界発光部からの発光を吸収しない絶縁層が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記絶縁層の厚みが５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
複数の発光素子を配列した多色表示装置であって、該発光素子の少なくとも１つが請求項１〜請求項８に記載の発光素子であることを特徴とする多色表示装置。
【請求項１０】
前記複数の発光素子は、互いに有機電界発光部の発光ピーク波長は同一であり、色変換層を有する発光素子のマイクロキャビティ構造の共振距離が色変換層の厚みにより調節され、該共振距離は変換された放射光を共振する波長に調節されていることを特徴とする請求項９に記載の多色表示装置。
【請求項１１】
前記マイクロキャビティ構造の外側にカラーフィルターを有することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の多色表示装置。
【請求項１２】
発光素子の発光層を作る工程とそれとは異なる発光色の色変換層を作る工程とこれらを同時に挟持する一対の反射層と半透過層を作る工程を含む発光素子の製造方法。
【請求項１】
基板上に、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光部と、該有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層を備えてなる発光素子であって、前記有機電界発光部と前記色変換層が共に光反射層と半透過半反射層で挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記マイクロキャビティ構造を形成する光反射層及び半透過半反射層の少なくとも一方が前記電極の一方であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記有機電界発光部の発光ピーク波長が５００ｎｍより短波長であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記マイクロキャビティ構造により前記基板の法線方向で強められる光の波長が、前記色変換層から放射される光の波長であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記発光層の発光材料が燐光発光材料であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記基板が可撓性基板であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記色変換層と接する層の少なくとも一方に前記有機電界発光部からの発光を吸収しない絶縁層が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記絶縁層の厚みが５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
複数の発光素子を配列した多色表示装置であって、該発光素子の少なくとも１つが請求項１〜請求項８に記載の発光素子であることを特徴とする多色表示装置。
【請求項１０】
前記複数の発光素子は、互いに有機電界発光部の発光ピーク波長は同一であり、色変換層を有する発光素子のマイクロキャビティ構造の共振距離が色変換層の厚みにより調節され、該共振距離は変換された放射光を共振する波長に調節されていることを特徴とする請求項９に記載の多色表示装置。
【請求項１１】
前記マイクロキャビティ構造の外側にカラーフィルターを有することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の多色表示装置。
【請求項１２】
発光素子の発光層を作る工程とそれとは異なる発光色の色変換層を作る工程とこれらを同時に挟持する一対の反射層と半透過層を作る工程を含む発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１５７８５（Ｐ２０１０−１５７８５Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７３８６３（Ｐ２００８−１７３８６３）
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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