エレクトロルミネッセンス照明装置およびエレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法
【課題】輝度を落とすことなく表面防汚機能や室内の空気浄化性能が高く、さらに長期保存時にも輝度低下や膜物性が劣化することがないエレクトロルミネッセンス照明装置、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の最表面に、平均深さ５ｎｍ〜３００ｎｍ、平均周期１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を持つ光触媒層１０９を設けたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス照明装置。
【解決手段】エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の最表面に、平均深さ５ｎｍ〜３００ｎｍ、平均周期１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を持つ光触媒層１０９を設けたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンス照明装置に関し、特に輝度を落とすことなく表面防汚機能や室内の空気浄化性能が高く、さらに長期保存時にも輝度低下や膜物性が劣化することがないエレクトロルミネッセンス照明装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高輝度、高効率、薄型、軽量といった省エネルギー化のためにエレクトロルミネッセンス素子を用いた照明技術が多く使われ始めている。
一方、光触媒を利用することで、シックハウスの原因といわれるホルムアルデヒド等の物質や、煙草臭やその他の悪臭の原因物質であるアセトアルデヒド、硫黄酸化物、窒素酸化物など、揮発性有機化合物を分解することで、快適な住環境を得るための技術が注目されている。特に光触媒を発光素子の表面に設けることで、表面の汚れも防止できる技術が開示されている。（例えば、特許文献１）
しかし、一般的に光触媒として用いられる酸化チタンや酸化タングステン等は屈折率が高く、照明装置の最表面に光触媒層を設けるとエレクトロルミネッセンス素子の光が外に出にくくなり、輝度が低下してしまう。このように最表層の屈折率が高くて、光が出にくい問題を解決する方法として、例えば表面にプリズム構造を設ける技術（例えば、特許文献２）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３１８１１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０３２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プリズム構造の表面は汚れが付着しやすく、また膜強度が低く、さらにプリズム構造上に光触媒層を設けると、光取り出し性能が劣化してしまう問題があることがわかった。
本願発明の目的は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、輝度を落とすことなく表面防汚機能や室内の空気浄化性能が高く、さらに長期保存時にも輝度低下や膜物性が劣化することがないエレクトロルミネッセンス照明装置、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記課題は以下の手段により達成される。
１、エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の最表面に、平均深さ５ｎｍ〜３００ｎｍ、平均周期１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を持つ光触媒層を設けたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス照明装置。
２、前記光触媒層が柱状の光触媒が表面方向に並んだことを特徴とする前記１に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
３、前記柱状光触媒が水熱合成法で作製されたことを特徴とする前記１または２に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
４、前記光触媒層が波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射する改質処理を行った層であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
５、前記光触媒層とエレクトロルミネッセンス素子の間に無機材料の下引き層を設けたことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
６、前記エレクトロルミネッセンス素子が有機エレクトロルミネッセンス素子である前記１〜５のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
７、エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の表面光触媒層を形成する方法において、水熱合成法で柱状光触媒層を形成した後に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射して改質処理を行うことを特徴とする光触媒層を持つエレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、輝度を落とすことなく表面防汚機能や室内の空気浄化性能が高く、さらに長期保存時にも輝度低下や膜物性が劣化することがない、エレクトロルミネッセンス照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の有機ＥＬ照明装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ照明装置において、光触媒層が柱状の光触媒が表面方向に並んだことの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、輝度低下がなく、表面防汚機能や室内の空気浄化性能を高めるために、光触媒粒子で深さ５ｎｍから３００ｎｍ、周期１０ｎｍから３００ｎｍの凹凸構造を設けることが良いことがわかった。さらに、柱状の光触媒を表面方向に並んだ形状にすることで、光がより外側に導かれるために光取り出し効率が高くなると考えられ、表面積が高くなることから光触媒性能も高くなると考えている。さらに、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光で改質処理を行うことで、詳細は不明だが光触媒内の結晶性が高くなり、より高い効果が得られると考えている。これらの効果を見出すことにより、本発明に至った次第である。
以下、本発明の各構成要件について詳細に説明する。
【０００９】
〈光触媒層〉
光触媒とは、光のエネルギーを吸収して活性化し超親水性や、酸化還元反応などの作用を発揮するもので、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）など様々な種類が知られている。この中でも、もっとも多く使われてきた二酸化チタンには、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型の３種の結晶構造が知られており、光触媒としてはアナターゼ型が好適である。酸化チタンの結晶構造は、例えば、Ｘ線回折スペクトルのピーク位置に基づいて同定することができる。
また、本願発明においては照明装置に組み入れることを考慮すると、可視光応答型光触媒であることが好ましい。可視光応答型光触媒としては、酸化タングステン（ＷＯ3）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）等の金属のうちの少なくとも１種を担持させた金属担持酸化チタン又は金属担持酸化タングステン、窒素、炭素、硫黄等のうちの少なくとも１種をドープしたドープ酸化チタンなどが知られている。
ここで、担持されているとは、酸化物結晶に原子レベルで取り込まれた状態や、また、微粒子が酸化物結晶の表面に付着した状態を表す。このような付着した状態は走査型電子顕微鏡などにより観察できる。
前記担持されている金属もしくは該金属を含む化合物（金属塩や金属酸化物など）の割合は酸化物粒子に対して０．０５ｗｔ％〜１０ｗｔ％であることが好ましい。
また、酸化チタン粒子に窒素または硫黄をドープする方法としては、例えば、酸化チタン粒子を２００〜７００℃で、尿素、アミノ酸から選ばれる１種または２種以上の窒素化合物および／または単体硫黄、チオウレア、メルカプタン、デカンチオール、チオアセトアミドから選ばれる１種または２種以上の硫黄化合物と接触させる方法やこうした材料を酸化チタン粒子の製造工程で混合することで酸化チタン粒子に窒素または硫黄をドープすることができる。
なお、ここでドープとは酸化物結晶にドープ材料が原子レベルで取り込まれた状態を表し、例えば、ＸＰＳ（Ｘ線高電子分光法）でのピークのシフトにより確認できる。
これらの光触媒は、硫酸チタン等を加水分解して作る方法やチタンアルコキシドを加水分解して生成するゾルゲル法などの公知の方法で製造することができる。
本願発明における光触媒層は、光触媒性能を発揮する化合物で平均深さ５ｎｍ〜３００ｎｍ、平均周期１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸構造を持つ。５０ｎｍ〜１５０ｎｍの平均深さ、５０ｎｍ〜２００ｎｍの平均周期をもつことが好ましい。
本発明に用いる凹凸構造の深さは、凸部の頂点からその隣接する凸部間の最も低い地点までの垂直距離であり（図２参照）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）やレーザー顕微鏡による観察や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定できる。平均深さは、３００個以上の凹凸構造の深さの平均値により求められたものであり、例えば一辺が８０μｍの視野でＡＦＭ測定した際の平均値が使用できる。また、本発明の凹凸構造の周期は、隣り合う凸部中心の間の距離であり（図２参照）、電子顕微鏡やレーザー顕微鏡による観察により測定できる。平均周期は、連続する５０個以上の凹凸構造における凸部中心の間の距離の平均値をいう。
凹凸構造を形成する方法としては、エッチングや型押ししながら硬化樹脂を固める方法、予め基板に凹凸を形成しておく方法等、上記の凹凸構造が形成できる方法なら何でも良いが、柱状形状の光触媒が表面方向に並んだ状態であることが好ましい（図２参照）。ここで本発明において柱状形状の光触媒が表面方向に並んだ状態とは、図２のように柱状形状の光触媒の長辺が基板に対して垂直に近い状態で光触媒が並んでいることを意味する。柱状形状光触媒は、円相当径が５〜１００ｎｍの角状や円状で、長さが２０〜３００ｎｍであること好ましい。
柱状形状光触媒の製造方法としては、水熱合成法や陽極酸化法、エッチング法、ゾルゲル法など、柱状形状光触媒を作製出来ればどのような方法でも構わないが、水熱合成法を用いることが生産性も高く、光取り出し効率と防汚性能も高い光触媒層を形成できることから最も好ましい。
本願発明における水熱合成法は、支持体上に光触媒核を形成した後に、光触媒核形成支持体とハロゲン化物を含有する金属塩水溶液密閉容器中に入れ、密閉状態で１２０℃から２００℃に加熱し、密閉容器内を水蒸気で高圧状態にさせ、この状態を１時間から２４時間保つことで行われる。このときの容器内の圧力は温度により決まるが、積極的に加圧してもよく １．４〜１０．３気圧程度が好ましい。
本願発明における陽極酸化処理は、スパッタリング法、蒸着法又はＭＢＥ法などで形成された金属薄膜に、電解液として、ＨＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＮＨ4Ｆ、ＨＣｌＯｘ、ＨＣｌ等のハロゲン化物を１種以上含み、溶媒として、水、若しくはエタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類を一種以上含む溶液を用いて、電流を流して表面に酸化皮膜を形成することである。
本願発明におけるエッチング法は、所望の形状、周期のマスクを用いて、硫酸、塩酸、次亜塩素酸、硝酸、フッ酸などの鉱酸、または、フッ化アンモニウム、酸性フッ化アンモニウムなどのアンモニウム塩、アミン塩などの鉱酸の塩、あるいは、フッ化水素、フッ素、塩化水素などのエッチング剤を接触させることで所望の形状を形成することである。エッチング剤としては、特にフッ酸またはフッ酸の塩が好ましい。処理温度は０〜１１０℃の温度、好ましくは室温〜８０℃が良い。
【００１０】
〈光触媒層形成〉
本発明における光触媒層の形成は、前記した光触媒を水や有機溶媒中に分散させて、塗布乾燥した後に型押しにより凹凸構造を形成する方法や、バインダとして熱硬化樹脂や光硬化樹脂を用いて、型の中で成形しながら硬化させるいわゆるインプリント法を用いることもできる。さらに、アモルファス光触媒やナノ粒子光触媒分散液を塗布乾燥した後に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射し、基材上で柱状ＴｉＯ2膜を形成する方法を用いることが好ましい。
【００１１】
〈波長２００ｎｍ以下の真空紫外光照射方法〉
本発明において、好ましい方法として、波長２００ｎｍ以下の真空紫外線照射による改質処理が挙げられる。真空紫外線照射による処理は、化合物内の原子間結合力より大きい１００〜２００ｎｍの光エネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみによる作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温で、膜の形成を行う方法である。なかでもエキシマ光が特に好ましい。
これに必要な真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。
Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｎｅなどの希ガスの原子は化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの原子（励起原子）は他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には、
ｅ＋Ｘｅ→ｅ＋Ｘｅ＊
Ｘｅ＊＋Ｘｅ＋Ｘｅ→Ｘｅ2＊＋Ｘｅ
となり、励起されたエキシマ分子であるＸｅ2＊が基底状態に遷移するときに１７２ｎｍのエキシマ光を発光する。エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。加えて発光効率が他の希ガスよりも高いことや大面積へ照射するためのランプを石英ガラスで作製できることからＸｅエキシマランプを好ましく使用することが出来る。
エネルギーの観点だけからだとＡｒエキシマ光（波長１２６ｎｍ）が最も高く、高いポリシラザン層の改質効果が期待される。しかし、Ａｒエキシマ光は石英ガラスでの吸収が無視できないほど大きくなるため、二酸化珪素ガラスではなく炭酸カルシウムガラスを用いる必要がある。しかし、炭酸カルシウムガラスは非常に割れやすく大面積を照射するランプとしては製造が困難であるのが実情である。
Ｘｅエキシマランプは波長の短い１７２ｎｍの紫外線を単一波長で放射することから発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。また、有機物の結合を解離させる波長の短い１７２ｎｍの光のエネルギーは能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間で膜の改質を実現できる。したがって、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍの発する低圧水銀ランプやプラズマ洗浄と比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板などへの照射を可能としている。
本発明者らの検討によれば、エキシマ照射処理時の環境としては酸素濃度が０．００１〜５％であると好ましい。さらには０．０１〜３％であると性能が安定して好ましい。酸素濃度が５％を超えると結合の切断よりも活性酸素等を発生させる方にエネルギーを使用してしまい、０．００１％以下に下げてもエキシマ光の照射効率は殆ど変化せず、改質効率および膜の組成制御性も変化しないため、雰囲気の置換時間を余計に要するため生産性の向上が見込みにくい。また、ステージ温度については熱をかけるとより反応が進み好ましい。その場合の温度は５０度以上、基板のＴｇ＋８０度以下の温度が好ましく、基板Ｔｇ＋３０度以下が基板を痛めずに反応性が良好になるために更に好ましい。
【００１２】
〈高照射強度処理と最大照射強度〉
照射強度が高ければ、改質反応を短時間化することができる。また、内部まで侵入する光子の数も増加するため改質膜厚も増加および／または膜質の良化（高密度化）が可能である。但し、照射時間を長くしすぎると平面性の劣化や他の材料にダメージを与える場合がある。一般的には、照射強度と照射時間の積で表される積算光量で反応進行具合を考えるが、組成は同一でも、様々な構造形態をとる材料に於いては、照射強度の絶対値が重要になる場合もある。
従って、本発明では真空紫外線照射工程において、少なくとも１回は１００〜２００ｍＷ／ｃｍ2の最大照射強度を与える改質処理を行うことが好ましい。１００ｍＷ／ｃｍ2以上とすることにより、急激に改質効率が劣化することなく、処理時間を短期間にでき、２００ｍＷ／ｃｍ2以下とすることにより、基板へのダメージばかりでなく、ランプやランプユニットのその他の部材へのダメージも抑えることができ、ランプ自体の寿命も長期化できる。
【００１３】
〈真空紫外線の照射時間〉
照射時間は、任意に設定可能であるが、基板ダメージや膜欠陥生成の観点から高照度工程での照射時間は０．１秒〜３分間が好ましい。より好ましくは０．５秒〜１分である。
【００１４】
〈真空紫外光照射時の酸素濃度〉
本発明における、真空紫外光照射時の酸素濃度は１０ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍ（５％）とすることが好ましい。より好ましくは、１０００ｐｐｍ〜３００００ｐｐｍ（３％）である。前記の濃度範囲より酸素濃度が高いと、膜性能が劣化する。また前記範囲より低い酸素濃度の場合、大気との置換時間が長くなり生産性を落とすのと同時に、ロール・トゥ・ロールの様な連続生産を行う場合はウエッブ搬送によって真空紫外光照射庫内に巻き込む空気量（酸素を含む）が多くなり、多大な流量のガスを流さないと酸素濃度を調整できなくなってくる。
発明者らの検討によると、塗布時に酸素および微量の水分が混入し、更には塗膜以外の支持体にも吸着酸素や吸着水があり、照射庫内に敢えて酸素を導入しなくとも改質反応に要する酸素を供給する酸素源は十分にあることが分かった。また、前述した様に１７２ｎｍの真空紫外光が酸素により吸収され膜面に到達する１７２ｎｍの光量が減少してしまい、光による処理の効率を低下することになる。すなわち、真空紫外光照射時には、できるだけ酸素濃度の低い状態で、真空紫外光が効率良く塗膜まで到達する状態で改質処理することが好ましい。
真空紫外光照射時にこれら酸素以外のガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。
【００１５】
《エレクトロルミネッセンス照明装置》
本願発明で用いられるエレクトロルミネッセンス素子としては、無機エレクトロルミネッセンス素子（以下、無機ＥＬ素子とも言う）や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とも言う）や発光ダイオード（以下、ＬＥＤとも言う）が挙げられる。この中でも、大面積化が容易である点や比較的低い電圧で駆動することが出来るため、有機ＥＬ素子を用いることが最も好ましい。
【００１６】
〔有機ＥＬ素子〕
本願発明における有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示す。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
バッファー層／陰極
ここで、発光層は、少なくとも発光色の異なる２種以上の発光材料を含有していることが好ましく、単層でも複数の発光層からなる発光層ユニットを形成していてもよい。また、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層も含まれる。
【００１７】
《発光層》
発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
本発明に係る発光層は、含まれる発光材料が前記要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。
また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。
各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
発光層の膜厚の総和は１〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましく、更に好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから３０ｎｍ以下である。なお、発光層の膜厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む膜厚である。
個々の発光層の膜厚としては１〜５０ｎｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは１〜２０ｎｍの範囲に調整することである。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に制限はない。
発光層の作製には、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
各発光層には複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料を同一発光層中に混合して用いてもよい。
本発明においては、発光層の構成として、ホスト化合物、発光材料（発光ドーパント化合物ともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）における燐光発光の燐光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。更に好ましくは燐光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等が挙げられる。
次に、発光材料について説明する。
発光材料としては、蛍光性化合物、燐光発光材料（燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう）を用いる。
燐光発光材料とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。
上記燐光量子収率は第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明において燐光発光材料を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
燐光発光材料の発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光発光材料に移動させることで燐光発光材料からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光材料がキャリアトラップとなり、燐光発光材料上でキャリアの再結合が起こり燐光発光材料からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、燐光発光材料の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
燐光発光材料は、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、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。
有機ＥＬ素子には、蛍光発光体を用いることもできる。蛍光発光体（蛍光性ドーパント）の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、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、同２００１−１８１６１６号公報、同２００２−２８０１７９号公報、同２００１−１８１６１７号公報、同２００２−２８０１８０号公報、同２００１−２４７８５９号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００１−３１３１７８号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、同２００２−５０４８４号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、同２００２−３３８５８８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、同２００２−１００４７６号公報、同２００２−１７３６７４号公報、同２００２−３５９０８２号公報、同２００２−１７５８８４号公報、同２００２−３６３５５２号公報、同２００２−１８４５８２号公報、同２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、同２００２−２２６４９５号公報、同２００２−２３４８９４号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−２４１７５１号公報、同２００１−３１９７７９号公報、同２００１−３１９７８０号公報、同２００２−６２８２４号公報、同２００２−１００４７４号公報、同２００２−２０３６７９号公報、同２００２−３４３５７２号公報、同２００２−２０３６７８号公報等が挙げられる。
本発明においては、少なくとも一つの発光層に２種以上の発光材料を含有していてもよく、発光層における発光材料の濃度比が発光層の厚さ方向で変化していてもよい。
【００１８】
《中間層》
各発光層間に非発光性の中間層（非ドープ領域等ともいう）を設ける場合について説明する。
非発光性の中間層とは、複数の発光層を有する場合、その発光層間に設けられる層である。
非発光性の中間層の膜厚としては１〜２０ｎｍの範囲にあるのが好ましく、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等相互作用を抑制し、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ことから好ましい。
この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一でも異なっていてもよいが、隣接する２つの発光層の少なくとも一方の発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。
非発光性の中間層は非発光層、各発光層と共通の化合物（例えば、ホスト化合物等）を含有していてもよく、各々共通ホスト材料（ここで、共通ホスト材料が用いられるとは、燐光発光エネルギー、ガラス転移点等の物理化学的特性が同一である場合やホスト化合物の分子構造が同一である場合等を示す。）を含有することにより、発光層−非発光層間の層間の注入障壁が低減され、電圧（電流）を変化させても正孔と電子の注入バランスが保ちやすいという効果を得ることができる。更に、非ドープ発光層に各発光層に含まれるホスト化合物と同一の物理的特性または同一の分子構造を有するホスト材料を用いることにより、従来の有機ＥＬ素子作製の大きな問題点である素子作製の煩雑さをも併せて解消することができる。
ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は正孔と電子注入・輸送バランスを崩しやすいため、中間層材料、ホスト材料は移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。
また、一方では正孔や電子の注入バランスを最適に調整するためには、非発光性の中間層は後述する阻止層、即ち正孔阻止層、電子阻止層として機能することも好ましい態様として挙げられる。
【００１９】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００２０】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては好ましくは３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。
【００２１】
《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。
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等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような所謂、ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【００２２】
《電子輸送層》
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジ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（Ａｌｑ3）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【００２３】
《対向電極》
対向電極としては、前記透明導電層に対向する電極をいう。本発明においては、透明導電層を主に陽極として使用するため、対向電極としては以下に示す陰極を用いることができる。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１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、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。
【００２４】
〔有機ＥＬ素子の作製方法〕
有機ＥＬ素子は、透明基材上に透明導電層、有機エレクトロルミネッセンス層、対向電極を順次形成することにより作製できる。
【００２５】
《透明導電層の形成》
透明基材上に、所望の電極物質を用いて透明導電層を形成することができる。例えば、電極物質としてＩＴＯ（すずを添加した酸化インジウム）を用いる場合には、蒸着やスパッタリング等の方法により透明導電層を形成することができる。また、金属ナノワイヤや導電性ポリマーあるいは透明導電性金属酸化物を含む材料を、塗布法や印刷法などの液相成膜法を用いて透明導電層を形成することもできる。
生産性の改善、平滑性や均一性などの電極品質の向上、環境負荷軽減の観点から、金属ナノワイヤを含有する透明導電層を塗布法や印刷法などの液相成膜法により形成することが好ましい。塗布法としては、ロールコート法、バーコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法などを用いることができる。印刷法としては、凸版（活版）印刷法、孔版（スクリーン）印刷法、平版（オフセット）印刷法、凹版（グラビア）印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法などを用いることができる。なお、必要に応じて、密着性・塗工性を向上させるための予備処理として、離型性基材表面にコロナ放電処理、プラズマ放電処理などの物理的表面処理を施すことができる。
【００２６】
《有機エレクトロルミネッセンス層の形成》
陽極バッファー層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層の全部または一部からなる、透明導電層と陰極の間に形成された層を有機エレクトロルミネッセンス層という。この有機エレクトロルミネッセンス層の作製方法の一例として、正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層からなる有機エレクトロルミネッセンス層の作製法について説明する。
透明導電層を形成した透明基材上に、有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、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１０-6〜１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【００２７】
《陰極の形成》
上記の有機エレクトロルミネッセンス層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設ける。
以上の工程により所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、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。
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の液晶表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【００２８】
〔用途〕
本発明に係る有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特にカラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
【００２９】
〔照明装置〕
本発明の照明装置は、複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光を発光する材料（発光ドーパント）を、複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光を発光する発光材料と、該発光材料からの光を励起光として発光する色素材料とを組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係わる白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせる方式が好ましい。
複数の発光色を得るための有機ＥＬ素子の層構成としては、複数の発光ドーパントを、一つの発光層中に複数存在させる方法、複数の発光層を有し、各発光層中に発光波長の異なるドーパントをそれぞれ存在させる方法、異なる波長に発光する微小画素をマトリックス状に形成する方法等が挙げられる。
本発明に係わる白色有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもいいし、電極と発光層をパターニングしてもいいし、素子全層をパターニングしてもいい。
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係わる白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
このように、白色発光有機ＥＬ素子は、前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また、露光光源のような１種のランプとして、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。
その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
【００３０】
〔無機ＥＬ素子〕
無機ＥＬ素子には素子を蒸着等の手段で通常数μｍの厚さに形成する薄膜型ＥＬ素子と、スクリーン印刷等の手段で通常数１０μｍの厚さに形成する分散型ＥＬ素子がある。
本願発明における無機ＥＬ素子は、どちらの無機ＥＬ素子を用いても良いが、ここでは生産性が高い分散型無機ＥＬ素子について述べる。
無機ＥＬ素子は、透明基板（透明ガラス基板等）上に、透明導電膜（例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ））、バインダ中に蛍光体粒子を分散してなる蛍光体層（発光層）、比較的高い誘電率を持つ有機樹脂あるいはバインダ中に高誘電率粒子を分散してなる誘電体層（絶縁層）、及び、電極層が順次積層されており、透明導電膜と電極層との間に交流電圧を印加することにより蛍光体層が発光する。
蛍光体層に用いられるバインダとしては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。
蛍光体粒子としては、硫化亜鉛を母体とし、付活剤として銅、マンガン、銀、金及び希土類元素から選択された少なくとも一種のイオンが好ましく用いられ、共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素、及びアルミニウムから選択された少なくとも一種のイオンが好ましく用いられる。これらの粒子の作製は、焼成法、尿素溶融法、噴霧熱分解法、水熱合成法などが用いられる。具体的な化合物としては、［ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ］、［ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ］、［ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ］などがあげられる。
【００３１】
〔ＬＥＤ〕
発光ダイオードは、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合されたもので、半導体の種類によって発光する色が異なります。半導体に用いられる化合物としては、Ｇａ（ガリウム）、Ｎ（窒素）、 Ｉｎ（インジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐ（リン）などがある。具体的な化合物としては、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＧａＮなどがある。
発光ダイオードで白色光を得る代表的な方法としては、１）光の３原色のＬＥＤ（赤色・緑色・青色）を組み合わせる、２）近紫外線または紫色ＬＥＤにより、赤色・緑色・青色の蛍光体を光らせる、３）青色ＬＥＤにより、黄色蛍光体を光らせる、がある。
高輝度ＬＥＤの外形形状は、シングルチップの砲弾型と表面実装型（ＳＭＤ型）、マルチチップの表面実装型と多様な形態に大別できる。ＳＭＤ型は、一般にフェース・アップ実装とフリップチップ実装のものがある。
【００３２】
〈下引き層〉
本願発明の光触媒層と基材の間には、下引き層を設けることが好ましい。本願発明で用いられる下引き層としては光触媒作用により分解されないために、無機材料を用いた下引き層が好ましい。下引き層を設けることで基材の耐久性が高くなるだけでなく、基材と光触媒層の接着性が高くなるために、表面の膜物性や光取り出し効率も高くなる。
無機材料を用いた下引き層としては、アモルファスＴｉＯ2を塗布した層やシリカ等の無機物のスパッタ形成層、ポリシラザンを塗布した後に紫外線を照射した層、ポリシロキサンオリゴマー塗布、乾燥した層などがあるが、アモルファスＴｉＯ2を塗布した層を用いると光触媒層との接着性がより高くなり、表面の膜物性や光取り出し効率がより高くなり好ましい。
【００３３】
〔基材〕
本願発明に用いられる基材は透明基材である。透明基材としては、高い光透過性を有していればそれ以外に特に制限はない。例えば、軽量性と柔軟性の観点から透明樹脂フィルムや薄膜ガラスを用いることが好ましい。
透明樹脂フィルムには特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等の二軸延伸ポリエステル系フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂フィルム、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂フィルム等を挙げることができるが、可視域の波長（３８０〜７８０ｎｍ）における透過率が８０％以上である樹脂フィルムであれば、本発明に係る透明樹脂フィルムに好ましく適用することができる。
本発明に用いられる透明基材には、塗布液の濡れ性や接着性を確保するために、表面処理を施すことや易接着層を設けることができる。表面処理や易接着層については従来公知の技術を使用できる。例えば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。
また、易接着層としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニル系共重合体、ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体、ビニリデン系共重合体、エポキシ系共重合体等を挙げることができる。易接着層は単層でもよいが、接着性を向上させるためには２層以上の構成にしてもよい。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
【００３５】
（実施例１）
〔光触媒層の作製〕
［光触媒層１］（可視光応答型柱状、水熱合成法）
チタン濃度３．５モル／リットルの三塩化チタン水溶液（約２０％希塩酸溶液）に、塩化ナトリウムと蒸留水を加え、三塩化チタン濃度が０．１５モル／リットル、塩化ナトリウム濃度が１モル／リットルの塩化ナトリウム含有三塩化チタン水溶液を調製した。三塩化チタンに対する塩化ナトリウムのモル比（塩化ナトリウム／三塩化チタン）は、６．７である。次いで、前記水溶液を、１００μｍ厚のエポキシ樹脂フィルム上に、スピン塗布し、１２０℃３０分乾燥させた。前記フィルムと前記水溶液をオートクレープに入れ、密閉した状態で１８０℃、３時間、水熱処理を行い、深さ方向１００ｎｍ、周期５０ｎｍの柱状形状の酸化チタン薄膜を形成した。
【００３６】
［光触媒層２］（可視光応答型柱状、陽極酸化）
１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート樹脂基板上にスパッタ法を用いて、厚さ２５ｎｍのチタン膜を形成した。次いで、このチタン膜にＮＨ4Ｆとエチレングリコールを含む溶液（容積比（ＮＨ4Ｆ：エチレングリコール＝１０：４８５））を用い、印加電圧４０Ｖ、１０分間陽極酸化処理を行うことにより深さ方向５０ｎｍ、周期５０ｎｍの柱状形状の酸化チタン膜を形成した。
【００３７】
［光触媒層３］（可視光応答型柱状、エッチング）
テトラエトキシシラン５質量部、純水０．８質量部、０．１ｍｏｌ／ｌの塩酸水溶液０．０７質量部、エタノール９４．１３質量部を混合し、攪拌して、テトラエトキシシラン部分加水分解縮重合物を得た。前記テトラエトキシシラン部分加水分解縮重合物１００質量部に市販の可視光応答型光触媒ゾル（石原産業製ＭＰＴ−６２３、粒径１８ｎｍ、水分散液、２０％）１００質量部を１時間混合した。次いで、この水溶液を、１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、スピン塗布した後、１００℃、３０分間、加熱、硬化させて膜厚３００ｎｍの酸化チタン薄膜を形成した。前記酸化チタン薄膜に、穴径が１５０ｎｍ、穴間隔が１５０ｎｍのマスクをかぶせた状態で１．０規定のフッ酸水溶液に浸して、深さ３００ｎｍ、周期３００ｎｍの柱状酸化チタン膜を形成した。
【００３８】
［光触媒層４］（可視光応答型柱状、ゾルゲル）
１００μｍ厚の薄膜ガラス基板上に、使用ターゲットとして純度９９．９９５％以上の金属チタンを用いて、印加電力１５００Ｗ、スパッタ圧力１０．０Ｐａ、アルゴンと酸素の流量比２０ｓｃｃｍ/２０ｓｃｃｍ、基板温度２５０℃で、酸化チタン薄膜を形成した。その後、チタンテトライソプロポキシドのブタンジオール溶液（１０％）を塗布、乾燥した後、３５０℃で熱処理を行い、深さ５ｎｍ、周期１０ｎｍの柱状酸化チタン膜を形成した。
【００３９】
［光触媒層５］（紫外線励起型粒状）
１００μｍ厚の薄膜ガラス上に、下記処方で混合した光触媒塗布液を乾燥後の膜厚が３００ｎｍになるように塗布、乾燥した後、太洋工業 熱式インプリント装置ＥＨＮ−３２５０を用いて、深さ１６０ｎｍ、周期２００ｎｍの金型を用いて、圧力２０００Ｎ／ｃｍ2、加熱温度１８０℃で１０分間インプリント処理を行い、光触媒層５を形成した。
【００４０】
（光触媒塗布液）
酸化チタン（石原産業製ＳＴ−０１（粒径７ｎｍ）） １０ｇ
ポリオルガノシロキサン ３ｇ
イソプロピルアルコール ２２ｍｌ
【００４１】
［光触媒層６〜９］（可視光応答型粒状）
光触媒層５の酸化チタンを住友化学製ＴＰＳ−２０１（３μｍ）に変更し、金型の深さと周期を表１記載のものに変更した以外は同様にして光触媒層６〜９を形成した。
【００４２】
［光触媒層１０］（可視光応答型柱状、水熱合成法）
光触媒層１の水熱処理を１２０℃、５時間行った以外は同様にして、深さ３０ｎｍ、周期９ｎｍの酸化チタン薄膜を形成した。
【００４３】
〔試料１の作製〕
［有機エレクトロルミネッセンス照明装置］
反対面に光触媒層１を形成した透明基板上に、以下のようにして有機ＥＬ層を形成して、ＥＬ照明装置試料１を作製した。
【００４４】
《有機ＥＬ層の作製》
透明基板上（光触媒層が存在しない面上）にＩＴＯ（インジウムチンオキシド；屈折率１．８５）を１００ｎｍ製膜しパターニングを行った後、このＩＴＯ導電性層を設けた基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。この基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、基板表面温度２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔注入層を設けた。
この基板を、窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。この基板を、基板表面温度１５０℃で３０分間加熱乾燥し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は２０ｎｍであった。
【００４５】
（正孔輸送層用塗布液）
モノクロロベンゼン １００ｇ
ポリ−Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル）ベンジジン（ＡＤＳ２５４ＢＥ：アメリカン・ダイ・ソース社製） ０．５ｇ次いで、発光層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。さらに基板表面温度１２０℃で３０分加熱し発光層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は４０ｎｍであった。尚、下記発光層組成物のうち、最も低いＴｇを示したのはＨ−Ａであり、１３２℃であった。
【００４６】
（発光層用塗布液）
酢酸ブチル １００ｇ
Ｈ−Ａ １ｇ
Ｄ−Ａ ０．１１ｇ
Ｄ−Ｂ ０．００２ｇ
Ｄ−Ｃ ０．００２ｇ
次いで、電子輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。さらに基板表面温度１２０℃で３０分加熱し電子輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は３０ｎｍであった。
【００４７】
（電子輸送層用塗布液）
２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール １００ｇ
ＥＴ−Ａ ０．７５ｇ
次いで、電子輸送層まで設けた基板を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、４×１０-4Ｐａまで減圧した。尚、フッ化カリウムおよびアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。
先ず、フッ化カリウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基板上にフッ化カリウムからなる電子注入層を３ｎｍ設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒でアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極を設けた。
【化１】
【００４８】
〔試料２の作製〕
試料１で、光触媒層１を形成する前に、下記のチタンアルコキシド加水分解縮合液を乾燥時の膜厚が５０ｎｍになるように塗布、乾燥した以外は同様にして、ＥＬ照明装置試料２を作製した。
【００４９】
（チタンアルコキシド加水分解縮合液）
エチルセロソルブ１５０ｇに、チタンテトライソプロポキシド（商品名：Ａ−１、日本曹達（株）製）７５ｇを攪拌しながら滴下し、この溶液にエチルセロソルブ５８ｇ、蒸留水４．５ｇ、６０質量％濃硝酸１３ｇを攪拌しながら滴下し、３０℃で４時間攪拌することでチタンアルコキシド加水分解縮合液を得た。
【００５０】
〔試料３の作製〕
試料２で、光触媒層を作成した後に、１２０℃３０分間後加工を行った以外は同様にして、ＥＬ照明装置試料３を作製した。
【００５１】
〔試料４の作製〕
試料２で、光触媒層を作成した後に、下記の条件で後加工した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料４を形成した。
【００５２】
（後加工条件）
実質的に水蒸気を除去し、酸素濃度が０．１％に維持されるように窒素と酸素を適量供給した装置チャンバー内に、ＥＬ照明装置を８０℃、移動速度０．６ｍｍ／ｍｉｎで供給し、１７２ｎｍの真空紫外線を照射する二重管構造を有するＸｅエキシマランプを照射距離３ｍｍ、最大照度９０ｍＷ／ｃｍ2、積算照射エネルギー２０００ｍＪ／ｃｍ2になるようにして後加工処理した。
このときの積算照射エネルギーの測定は、浜松ホトニクス社製の紫外線積算光量計：Ｃ８０２６／Ｈ８０２５ ＵＶ ＰＯＷＥＲ ＭＥＴＥＲを用い、前記改質処理と同条件で行った。
また、測定及び後加工処理に先立ち、Ｘｅエキシマランプの照度を安定させるため、Ｘｅエキシマランプ点灯後に１０分間のエージング時間を設けた。
【００５３】
〔試料５の作製〕
試料４の有機ＥＬ層を下記無機ＥＬ素子に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料５を形成した。
透明ガラス板上にスパッタリング法によってＩＴＯからなる透明導電膜を形成し、その上に、粒径１０μｍの［ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ］蛍光体粒子をシアノエチルセルロース中に混合・分散した蛍光体ペーストを、スクリーン印刷法によってシート状に塗布、乾燥し、膜厚５０μｍの蛍光体層を作製した。別途下記のように設けた誘電体シートを、前記蛍光体層上に積層し、さらに誘電体シート上にＡｇペーストを塗布・乾燥して背面電極を形成して、無機ＥＬ素子を作製した。
【００５４】
（誘電体シート作製法）
誘電体粒子ＢａＴｉＯ3微粉末（粒径０．２μｍ）５２ｗｔ％、トルエン：エタノール（６：４）溶媒４０ｗｔ％、ポリビニルブチラール７ｗｔ％、ガラスフリット（ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ3）１ｗｔ％を、ボールミルで１８時間混合・分散した誘電体スラリーをガラス基板上に塗布、乾燥した後、１２５０℃で焼成して、膜厚８０μｍの誘電体シートを作製した。
【００５５】
〔試料６の作製〕
試料４の有機ＥＬ層をＲＯＨＭ社製白色発光ダイオードＰＩＣＯＬＥＤに変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料６を作製した。
【００５６】
〔試料７の作製〕
試料１で、光触媒層１を形成する前に、下記ポリシラザン層塗布液を塗布、乾燥し、さらに光触媒層１を形成した後に、試料４と同様に後加工処理を行い、ＥＬ照明装置試料７を作製した。
【００５７】
（ポリシラザン層塗布液）
無触媒のパーヒドロポリシラザンを２０質量％含むジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製アクアミカ ＮＮ１２０−２０）と、アミン触媒を固形分で５質量％含有するパーヒドロポリシラザンの２０質量％ジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製アクアミカ ＮＡＸ１２０−２０）を、アミン触媒が固形分として１質量％になるように調整した後、総固形分量が５質量％になるようにジブチルエーテルで希釈して、ポリシラザン層形成用塗布液を作製した。
【００５８】
〔試料８の作製〕
試料４で、光触媒層１を形成する前に、下記スパッタ法でシリカ層を形成した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料８を作製した。
シリカ層形成スパッタ法
ＲＦマグネトロンスパッタ装置を用い、純度９９．９％以上のＳｉＯ2ターゲット、導入ガスはアルゴンと酸素を使用して、印加電力２００Ｗ、１３．５６ＫＨｚ、真空度６×１０−６Ｔｏｒｒ、ガス圧２３ｍＴｏｒｒ、ガス分配率Ａｒ／Ｏ2＝２０／３、基体温度３００℃の条件で、膜厚０．６μｍのシリカ層を作製した。
【００５９】
〔試料９の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層２に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料９を作製した。
【００６０】
〔試料１０の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層３に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１０を作製した。
【００６１】
〔試料１１の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層４に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１１を作製した。
【００６２】
〔試料１２の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層５に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１２を作製した。
【００６３】
〔試料１３の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層６に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１３を作製した。
【００６４】
〔試料１４の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層７に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１４を作製した。
【００６５】
〔試料１５の作製〕（比較例）
試料４の光触媒層１を光触媒層８に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１５を作製した。
【００６６】
〔試料１６の作製〕（比較例）
試料４の光触媒層１を光触媒層９に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１６を作製した。
【００６７】
〔試料１７の作製〕（比較例）
試料４の光触媒層１を光触媒層１０に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１７を作製した。
【００６８】
〔試料１８の作製〕（比較例）
試料１のＥＬ照明装置で光触媒層１の代わりに、以下のプリズムシートを貼り合わせた以外は同様にして、ＥＬ照明装置試料１８を作製した。
プリズムシートの作製
１２μｍ厚のＰＥＴフィルム上にアクリルウレタンを主成分とする成形層を４．５μｍ塗工し、プリズム構造部の頂角１３８度、凹凸ピッチ５μｍで１方向のみ切削した金型から熱エンボスを行い成形した。
【００６９】
【表１】
【００７０】
《エレクトロルミネッセンス照明装置の評価》
上記作成した各エレクトロルミネッセンス照明装置について、下記の特性値の測定及び性能評価を行った。
【００７１】
［評価方法］
（光取り出し効率）
上記方法で作製したエレクトロルミネッセンス照明装置の光取り出し効率を分光放射輝度系ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いて測定した。なお、各試料に関しては、光触媒層やレンズシートの無い照明装置の測定値を１００とした時の相対値で表わした。
【００７２】
（光触媒性能）
密閉容器にアセトアルデヒドガスを８０〜１００ｐｐｍになるように注入し、暗所で３０分静置した。このあと、密閉容器内で各ＥＬ照明装置を点灯し、２３℃で２４時間放置した後のガス濃度をＡとし、同様に密閉容器内でＥＬ照明装置を点灯することなく２３℃２４時間放置した後のガス濃度をＢとした。ガス濃度Ａ、Ｂから、下記のように光触媒性能を求めた。
光触媒性能（％）＝（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００
【００７３】
（長期点灯保存性）
膜物性の評価には５０℃６０％条件下で７２０時間照明を点灯し続けた後のスチールウールテスト（以下ＳＷ耐性）が用いられる。ＳＷ耐性は、ＥＬ照明装置表面に、ヘイドン社製の荷重変動型摩擦摩耗試験システムＨＨＳ２０００を用いて５００ｇの荷重になるように設定しスピード５００ｍｍ／ｍｓ、距離５０ｍｍ、１０往復を行い、傷を目視で評価した。なお、スチールウール＃００００番を使用した。評価は下記の基準を用いて行い、結果を表２に示した。
◎：ほぼキズがない
○：１〜２本のわずかにキズがある
△：５〜10本のキズがはっきりわかる
×：ＳＷ往復部全体がキズで白くなる
輝度低下率の評価は、５０℃６０％条件下で７２０時間照明を点灯し続けた後の輝度と点灯開始５分後の輝度から下記のように求めた。
輝度低下率＝（５分後輝度-７２０時間後の輝度）/５分後輝度×１００
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２の結果からわかるように、本願発明のエレクトロルミネッセンス照明装置は輝度を落とすことなく、防汚、空気浄化機能が高く、長期点灯後も膜物性の劣化や輝度の低下が起こらないことが分かる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 有機ＥＬパネル
１０１ 可撓性基材
１０２ 陽極（第１電極）
１０３ 正孔輸送層
１０４ 発光層
１０５ 陰極バッファ層（電子注入層）
１０６ 陰極（第２電極）
１０７ 接着剤層
１０８ 封止部材
１０９ 光触媒層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンス照明装置に関し、特に輝度を落とすことなく表面防汚機能や室内の空気浄化性能が高く、さらに長期保存時にも輝度低下や膜物性が劣化することがないエレクトロルミネッセンス照明装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高輝度、高効率、薄型、軽量といった省エネルギー化のためにエレクトロルミネッセンス素子を用いた照明技術が多く使われ始めている。
一方、光触媒を利用することで、シックハウスの原因といわれるホルムアルデヒド等の物質や、煙草臭やその他の悪臭の原因物質であるアセトアルデヒド、硫黄酸化物、窒素酸化物など、揮発性有機化合物を分解することで、快適な住環境を得るための技術が注目されている。特に光触媒を発光素子の表面に設けることで、表面の汚れも防止できる技術が開示されている。（例えば、特許文献１）
しかし、一般的に光触媒として用いられる酸化チタンや酸化タングステン等は屈折率が高く、照明装置の最表面に光触媒層を設けるとエレクトロルミネッセンス素子の光が外に出にくくなり、輝度が低下してしまう。このように最表層の屈折率が高くて、光が出にくい問題を解決する方法として、例えば表面にプリズム構造を設ける技術（例えば、特許文献２）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３１８１１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０３２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プリズム構造の表面は汚れが付着しやすく、また膜強度が低く、さらにプリズム構造上に光触媒層を設けると、光取り出し性能が劣化してしまう問題があることがわかった。
本願発明の目的は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、輝度を落とすことなく表面防汚機能や室内の空気浄化性能が高く、さらに長期保存時にも輝度低下や膜物性が劣化することがないエレクトロルミネッセンス照明装置、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記課題は以下の手段により達成される。
１、エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の最表面に、平均深さ５ｎｍ〜３００ｎｍ、平均周期１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を持つ光触媒層を設けたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス照明装置。
２、前記光触媒層が柱状の光触媒が表面方向に並んだことを特徴とする前記１に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
３、前記柱状光触媒が水熱合成法で作製されたことを特徴とする前記１または２に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
４、前記光触媒層が波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射する改質処理を行った層であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
５、前記光触媒層とエレクトロルミネッセンス素子の間に無機材料の下引き層を設けたことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
６、前記エレクトロルミネッセンス素子が有機エレクトロルミネッセンス素子である前記１〜５のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
７、エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の表面光触媒層を形成する方法において、水熱合成法で柱状光触媒層を形成した後に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射して改質処理を行うことを特徴とする光触媒層を持つエレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、輝度を落とすことなく表面防汚機能や室内の空気浄化性能が高く、さらに長期保存時にも輝度低下や膜物性が劣化することがない、エレクトロルミネッセンス照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の有機ＥＬ照明装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ照明装置において、光触媒層が柱状の光触媒が表面方向に並んだことの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、輝度低下がなく、表面防汚機能や室内の空気浄化性能を高めるために、光触媒粒子で深さ５ｎｍから３００ｎｍ、周期１０ｎｍから３００ｎｍの凹凸構造を設けることが良いことがわかった。さらに、柱状の光触媒を表面方向に並んだ形状にすることで、光がより外側に導かれるために光取り出し効率が高くなると考えられ、表面積が高くなることから光触媒性能も高くなると考えている。さらに、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光で改質処理を行うことで、詳細は不明だが光触媒内の結晶性が高くなり、より高い効果が得られると考えている。これらの効果を見出すことにより、本発明に至った次第である。
以下、本発明の各構成要件について詳細に説明する。
【０００９】
〈光触媒層〉
光触媒とは、光のエネルギーを吸収して活性化し超親水性や、酸化還元反応などの作用を発揮するもので、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）など様々な種類が知られている。この中でも、もっとも多く使われてきた二酸化チタンには、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型の３種の結晶構造が知られており、光触媒としてはアナターゼ型が好適である。酸化チタンの結晶構造は、例えば、Ｘ線回折スペクトルのピーク位置に基づいて同定することができる。
また、本願発明においては照明装置に組み入れることを考慮すると、可視光応答型光触媒であることが好ましい。可視光応答型光触媒としては、酸化タングステン（ＷＯ3）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）等の金属のうちの少なくとも１種を担持させた金属担持酸化チタン又は金属担持酸化タングステン、窒素、炭素、硫黄等のうちの少なくとも１種をドープしたドープ酸化チタンなどが知られている。
ここで、担持されているとは、酸化物結晶に原子レベルで取り込まれた状態や、また、微粒子が酸化物結晶の表面に付着した状態を表す。このような付着した状態は走査型電子顕微鏡などにより観察できる。
前記担持されている金属もしくは該金属を含む化合物（金属塩や金属酸化物など）の割合は酸化物粒子に対して０．０５ｗｔ％〜１０ｗｔ％であることが好ましい。
また、酸化チタン粒子に窒素または硫黄をドープする方法としては、例えば、酸化チタン粒子を２００〜７００℃で、尿素、アミノ酸から選ばれる１種または２種以上の窒素化合物および／または単体硫黄、チオウレア、メルカプタン、デカンチオール、チオアセトアミドから選ばれる１種または２種以上の硫黄化合物と接触させる方法やこうした材料を酸化チタン粒子の製造工程で混合することで酸化チタン粒子に窒素または硫黄をドープすることができる。
なお、ここでドープとは酸化物結晶にドープ材料が原子レベルで取り込まれた状態を表し、例えば、ＸＰＳ（Ｘ線高電子分光法）でのピークのシフトにより確認できる。
これらの光触媒は、硫酸チタン等を加水分解して作る方法やチタンアルコキシドを加水分解して生成するゾルゲル法などの公知の方法で製造することができる。
本願発明における光触媒層は、光触媒性能を発揮する化合物で平均深さ５ｎｍ〜３００ｎｍ、平均周期１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸構造を持つ。５０ｎｍ〜１５０ｎｍの平均深さ、５０ｎｍ〜２００ｎｍの平均周期をもつことが好ましい。
本発明に用いる凹凸構造の深さは、凸部の頂点からその隣接する凸部間の最も低い地点までの垂直距離であり（図２参照）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）やレーザー顕微鏡による観察や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定できる。平均深さは、３００個以上の凹凸構造の深さの平均値により求められたものであり、例えば一辺が８０μｍの視野でＡＦＭ測定した際の平均値が使用できる。また、本発明の凹凸構造の周期は、隣り合う凸部中心の間の距離であり（図２参照）、電子顕微鏡やレーザー顕微鏡による観察により測定できる。平均周期は、連続する５０個以上の凹凸構造における凸部中心の間の距離の平均値をいう。
凹凸構造を形成する方法としては、エッチングや型押ししながら硬化樹脂を固める方法、予め基板に凹凸を形成しておく方法等、上記の凹凸構造が形成できる方法なら何でも良いが、柱状形状の光触媒が表面方向に並んだ状態であることが好ましい（図２参照）。ここで本発明において柱状形状の光触媒が表面方向に並んだ状態とは、図２のように柱状形状の光触媒の長辺が基板に対して垂直に近い状態で光触媒が並んでいることを意味する。柱状形状光触媒は、円相当径が５〜１００ｎｍの角状や円状で、長さが２０〜３００ｎｍであること好ましい。
柱状形状光触媒の製造方法としては、水熱合成法や陽極酸化法、エッチング法、ゾルゲル法など、柱状形状光触媒を作製出来ればどのような方法でも構わないが、水熱合成法を用いることが生産性も高く、光取り出し効率と防汚性能も高い光触媒層を形成できることから最も好ましい。
本願発明における水熱合成法は、支持体上に光触媒核を形成した後に、光触媒核形成支持体とハロゲン化物を含有する金属塩水溶液密閉容器中に入れ、密閉状態で１２０℃から２００℃に加熱し、密閉容器内を水蒸気で高圧状態にさせ、この状態を１時間から２４時間保つことで行われる。このときの容器内の圧力は温度により決まるが、積極的に加圧してもよく １．４〜１０．３気圧程度が好ましい。
本願発明における陽極酸化処理は、スパッタリング法、蒸着法又はＭＢＥ法などで形成された金属薄膜に、電解液として、ＨＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＮＨ4Ｆ、ＨＣｌＯｘ、ＨＣｌ等のハロゲン化物を１種以上含み、溶媒として、水、若しくはエタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類を一種以上含む溶液を用いて、電流を流して表面に酸化皮膜を形成することである。
本願発明におけるエッチング法は、所望の形状、周期のマスクを用いて、硫酸、塩酸、次亜塩素酸、硝酸、フッ酸などの鉱酸、または、フッ化アンモニウム、酸性フッ化アンモニウムなどのアンモニウム塩、アミン塩などの鉱酸の塩、あるいは、フッ化水素、フッ素、塩化水素などのエッチング剤を接触させることで所望の形状を形成することである。エッチング剤としては、特にフッ酸またはフッ酸の塩が好ましい。処理温度は０〜１１０℃の温度、好ましくは室温〜８０℃が良い。
【００１０】
〈光触媒層形成〉
本発明における光触媒層の形成は、前記した光触媒を水や有機溶媒中に分散させて、塗布乾燥した後に型押しにより凹凸構造を形成する方法や、バインダとして熱硬化樹脂や光硬化樹脂を用いて、型の中で成形しながら硬化させるいわゆるインプリント法を用いることもできる。さらに、アモルファス光触媒やナノ粒子光触媒分散液を塗布乾燥した後に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射し、基材上で柱状ＴｉＯ2膜を形成する方法を用いることが好ましい。
【００１１】
〈波長２００ｎｍ以下の真空紫外光照射方法〉
本発明において、好ましい方法として、波長２００ｎｍ以下の真空紫外線照射による改質処理が挙げられる。真空紫外線照射による処理は、化合物内の原子間結合力より大きい１００〜２００ｎｍの光エネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみによる作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温で、膜の形成を行う方法である。なかでもエキシマ光が特に好ましい。
これに必要な真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。
Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｎｅなどの希ガスの原子は化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの原子（励起原子）は他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には、
ｅ＋Ｘｅ→ｅ＋Ｘｅ＊
Ｘｅ＊＋Ｘｅ＋Ｘｅ→Ｘｅ2＊＋Ｘｅ
となり、励起されたエキシマ分子であるＸｅ2＊が基底状態に遷移するときに１７２ｎｍのエキシマ光を発光する。エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。加えて発光効率が他の希ガスよりも高いことや大面積へ照射するためのランプを石英ガラスで作製できることからＸｅエキシマランプを好ましく使用することが出来る。
エネルギーの観点だけからだとＡｒエキシマ光（波長１２６ｎｍ）が最も高く、高いポリシラザン層の改質効果が期待される。しかし、Ａｒエキシマ光は石英ガラスでの吸収が無視できないほど大きくなるため、二酸化珪素ガラスではなく炭酸カルシウムガラスを用いる必要がある。しかし、炭酸カルシウムガラスは非常に割れやすく大面積を照射するランプとしては製造が困難であるのが実情である。
Ｘｅエキシマランプは波長の短い１７２ｎｍの紫外線を単一波長で放射することから発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。また、有機物の結合を解離させる波長の短い１７２ｎｍの光のエネルギーは能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間で膜の改質を実現できる。したがって、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍの発する低圧水銀ランプやプラズマ洗浄と比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板などへの照射を可能としている。
本発明者らの検討によれば、エキシマ照射処理時の環境としては酸素濃度が０．００１〜５％であると好ましい。さらには０．０１〜３％であると性能が安定して好ましい。酸素濃度が５％を超えると結合の切断よりも活性酸素等を発生させる方にエネルギーを使用してしまい、０．００１％以下に下げてもエキシマ光の照射効率は殆ど変化せず、改質効率および膜の組成制御性も変化しないため、雰囲気の置換時間を余計に要するため生産性の向上が見込みにくい。また、ステージ温度については熱をかけるとより反応が進み好ましい。その場合の温度は５０度以上、基板のＴｇ＋８０度以下の温度が好ましく、基板Ｔｇ＋３０度以下が基板を痛めずに反応性が良好になるために更に好ましい。
【００１２】
〈高照射強度処理と最大照射強度〉
照射強度が高ければ、改質反応を短時間化することができる。また、内部まで侵入する光子の数も増加するため改質膜厚も増加および／または膜質の良化（高密度化）が可能である。但し、照射時間を長くしすぎると平面性の劣化や他の材料にダメージを与える場合がある。一般的には、照射強度と照射時間の積で表される積算光量で反応進行具合を考えるが、組成は同一でも、様々な構造形態をとる材料に於いては、照射強度の絶対値が重要になる場合もある。
従って、本発明では真空紫外線照射工程において、少なくとも１回は１００〜２００ｍＷ／ｃｍ2の最大照射強度を与える改質処理を行うことが好ましい。１００ｍＷ／ｃｍ2以上とすることにより、急激に改質効率が劣化することなく、処理時間を短期間にでき、２００ｍＷ／ｃｍ2以下とすることにより、基板へのダメージばかりでなく、ランプやランプユニットのその他の部材へのダメージも抑えることができ、ランプ自体の寿命も長期化できる。
【００１３】
〈真空紫外線の照射時間〉
照射時間は、任意に設定可能であるが、基板ダメージや膜欠陥生成の観点から高照度工程での照射時間は０．１秒〜３分間が好ましい。より好ましくは０．５秒〜１分である。
【００１４】
〈真空紫外光照射時の酸素濃度〉
本発明における、真空紫外光照射時の酸素濃度は１０ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍ（５％）とすることが好ましい。より好ましくは、１０００ｐｐｍ〜３００００ｐｐｍ（３％）である。前記の濃度範囲より酸素濃度が高いと、膜性能が劣化する。また前記範囲より低い酸素濃度の場合、大気との置換時間が長くなり生産性を落とすのと同時に、ロール・トゥ・ロールの様な連続生産を行う場合はウエッブ搬送によって真空紫外光照射庫内に巻き込む空気量（酸素を含む）が多くなり、多大な流量のガスを流さないと酸素濃度を調整できなくなってくる。
発明者らの検討によると、塗布時に酸素および微量の水分が混入し、更には塗膜以外の支持体にも吸着酸素や吸着水があり、照射庫内に敢えて酸素を導入しなくとも改質反応に要する酸素を供給する酸素源は十分にあることが分かった。また、前述した様に１７２ｎｍの真空紫外光が酸素により吸収され膜面に到達する１７２ｎｍの光量が減少してしまい、光による処理の効率を低下することになる。すなわち、真空紫外光照射時には、できるだけ酸素濃度の低い状態で、真空紫外光が効率良く塗膜まで到達する状態で改質処理することが好ましい。
真空紫外光照射時にこれら酸素以外のガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。
【００１５】
《エレクトロルミネッセンス照明装置》
本願発明で用いられるエレクトロルミネッセンス素子としては、無機エレクトロルミネッセンス素子（以下、無機ＥＬ素子とも言う）や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とも言う）や発光ダイオード（以下、ＬＥＤとも言う）が挙げられる。この中でも、大面積化が容易である点や比較的低い電圧で駆動することが出来るため、有機ＥＬ素子を用いることが最も好ましい。
【００１６】
〔有機ＥＬ素子〕
本願発明における有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示す。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
バッファー層／陰極
ここで、発光層は、少なくとも発光色の異なる２種以上の発光材料を含有していることが好ましく、単層でも複数の発光層からなる発光層ユニットを形成していてもよい。また、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層も含まれる。
【００１７】
《発光層》
発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
本発明に係る発光層は、含まれる発光材料が前記要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。
また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。
各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
発光層の膜厚の総和は１〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましく、更に好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから３０ｎｍ以下である。なお、発光層の膜厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む膜厚である。
個々の発光層の膜厚としては１〜５０ｎｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは１〜２０ｎｍの範囲に調整することである。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に制限はない。
発光層の作製には、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
各発光層には複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料を同一発光層中に混合して用いてもよい。
本発明においては、発光層の構成として、ホスト化合物、発光材料（発光ドーパント化合物ともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）における燐光発光の燐光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。更に好ましくは燐光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等が挙げられる。
次に、発光材料について説明する。
発光材料としては、蛍光性化合物、燐光発光材料（燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう）を用いる。
燐光発光材料とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。
上記燐光量子収率は第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明において燐光発光材料を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
燐光発光材料の発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光発光材料に移動させることで燐光発光材料からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光材料がキャリアトラップとなり、燐光発光材料上でキャリアの再結合が起こり燐光発光材料からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、燐光発光材料の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
燐光発光材料は、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、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。
有機ＥＬ素子には、蛍光発光体を用いることもできる。蛍光発光体（蛍光性ドーパント）の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、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、同２００１−１８１６１６号公報、同２００２−２８０１７９号公報、同２００１−１８１６１７号公報、同２００２−２８０１８０号公報、同２００１−２４７８５９号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００１−３１３１７８号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、同２００２−５０４８４号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、同２００２−３３８５８８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、同２００２−１００４７６号公報、同２００２−１７３６７４号公報、同２００２−３５９０８２号公報、同２００２−１７５８８４号公報、同２００２−３６３５５２号公報、同２００２−１８４５８２号公報、同２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、同２００２−２２６４９５号公報、同２００２−２３４８９４号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−２４１７５１号公報、同２００１−３１９７７９号公報、同２００１−３１９７８０号公報、同２００２−６２８２４号公報、同２００２−１００４７４号公報、同２００２−２０３６７９号公報、同２００２−３４３５７２号公報、同２００２−２０３６７８号公報等が挙げられる。
本発明においては、少なくとも一つの発光層に２種以上の発光材料を含有していてもよく、発光層における発光材料の濃度比が発光層の厚さ方向で変化していてもよい。
【００１８】
《中間層》
各発光層間に非発光性の中間層（非ドープ領域等ともいう）を設ける場合について説明する。
非発光性の中間層とは、複数の発光層を有する場合、その発光層間に設けられる層である。
非発光性の中間層の膜厚としては１〜２０ｎｍの範囲にあるのが好ましく、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等相互作用を抑制し、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ことから好ましい。
この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一でも異なっていてもよいが、隣接する２つの発光層の少なくとも一方の発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。
非発光性の中間層は非発光層、各発光層と共通の化合物（例えば、ホスト化合物等）を含有していてもよく、各々共通ホスト材料（ここで、共通ホスト材料が用いられるとは、燐光発光エネルギー、ガラス転移点等の物理化学的特性が同一である場合やホスト化合物の分子構造が同一である場合等を示す。）を含有することにより、発光層−非発光層間の層間の注入障壁が低減され、電圧（電流）を変化させても正孔と電子の注入バランスが保ちやすいという効果を得ることができる。更に、非ドープ発光層に各発光層に含まれるホスト化合物と同一の物理的特性または同一の分子構造を有するホスト材料を用いることにより、従来の有機ＥＬ素子作製の大きな問題点である素子作製の煩雑さをも併せて解消することができる。
ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は正孔と電子注入・輸送バランスを崩しやすいため、中間層材料、ホスト材料は移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。
また、一方では正孔や電子の注入バランスを最適に調整するためには、非発光性の中間層は後述する阻止層、即ち正孔阻止層、電子阻止層として機能することも好ましい態様として挙げられる。
【００１９】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００２０】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては好ましくは３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。
【００２１】
《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。
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等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような所謂、ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【００２２】
《電子輸送層》
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジ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（Ａｌｑ3）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【００２３】
《対向電極》
対向電極としては、前記透明導電層に対向する電極をいう。本発明においては、透明導電層を主に陽極として使用するため、対向電極としては以下に示す陰極を用いることができる。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１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、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。
【００２４】
〔有機ＥＬ素子の作製方法〕
有機ＥＬ素子は、透明基材上に透明導電層、有機エレクトロルミネッセンス層、対向電極を順次形成することにより作製できる。
【００２５】
《透明導電層の形成》
透明基材上に、所望の電極物質を用いて透明導電層を形成することができる。例えば、電極物質としてＩＴＯ（すずを添加した酸化インジウム）を用いる場合には、蒸着やスパッタリング等の方法により透明導電層を形成することができる。また、金属ナノワイヤや導電性ポリマーあるいは透明導電性金属酸化物を含む材料を、塗布法や印刷法などの液相成膜法を用いて透明導電層を形成することもできる。
生産性の改善、平滑性や均一性などの電極品質の向上、環境負荷軽減の観点から、金属ナノワイヤを含有する透明導電層を塗布法や印刷法などの液相成膜法により形成することが好ましい。塗布法としては、ロールコート法、バーコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法などを用いることができる。印刷法としては、凸版（活版）印刷法、孔版（スクリーン）印刷法、平版（オフセット）印刷法、凹版（グラビア）印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法などを用いることができる。なお、必要に応じて、密着性・塗工性を向上させるための予備処理として、離型性基材表面にコロナ放電処理、プラズマ放電処理などの物理的表面処理を施すことができる。
【００２６】
《有機エレクトロルミネッセンス層の形成》
陽極バッファー層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層の全部または一部からなる、透明導電層と陰極の間に形成された層を有機エレクトロルミネッセンス層という。この有機エレクトロルミネッセンス層の作製方法の一例として、正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層からなる有機エレクトロルミネッセンス層の作製法について説明する。
透明導電層を形成した透明基材上に、有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、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１０-6〜１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【００２７】
《陰極の形成》
上記の有機エレクトロルミネッセンス層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設ける。
以上の工程により所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、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。
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の液晶表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【００２８】
〔用途〕
本発明に係る有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特にカラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
【００２９】
〔照明装置〕
本発明の照明装置は、複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光を発光する材料（発光ドーパント）を、複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光を発光する発光材料と、該発光材料からの光を励起光として発光する色素材料とを組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係わる白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせる方式が好ましい。
複数の発光色を得るための有機ＥＬ素子の層構成としては、複数の発光ドーパントを、一つの発光層中に複数存在させる方法、複数の発光層を有し、各発光層中に発光波長の異なるドーパントをそれぞれ存在させる方法、異なる波長に発光する微小画素をマトリックス状に形成する方法等が挙げられる。
本発明に係わる白色有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもいいし、電極と発光層をパターニングしてもいいし、素子全層をパターニングしてもいい。
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係わる白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
このように、白色発光有機ＥＬ素子は、前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また、露光光源のような１種のランプとして、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。
その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
【００３０】
〔無機ＥＬ素子〕
無機ＥＬ素子には素子を蒸着等の手段で通常数μｍの厚さに形成する薄膜型ＥＬ素子と、スクリーン印刷等の手段で通常数１０μｍの厚さに形成する分散型ＥＬ素子がある。
本願発明における無機ＥＬ素子は、どちらの無機ＥＬ素子を用いても良いが、ここでは生産性が高い分散型無機ＥＬ素子について述べる。
無機ＥＬ素子は、透明基板（透明ガラス基板等）上に、透明導電膜（例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ））、バインダ中に蛍光体粒子を分散してなる蛍光体層（発光層）、比較的高い誘電率を持つ有機樹脂あるいはバインダ中に高誘電率粒子を分散してなる誘電体層（絶縁層）、及び、電極層が順次積層されており、透明導電膜と電極層との間に交流電圧を印加することにより蛍光体層が発光する。
蛍光体層に用いられるバインダとしては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。
蛍光体粒子としては、硫化亜鉛を母体とし、付活剤として銅、マンガン、銀、金及び希土類元素から選択された少なくとも一種のイオンが好ましく用いられ、共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素、及びアルミニウムから選択された少なくとも一種のイオンが好ましく用いられる。これらの粒子の作製は、焼成法、尿素溶融法、噴霧熱分解法、水熱合成法などが用いられる。具体的な化合物としては、［ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ］、［ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ］、［ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ］などがあげられる。
【００３１】
〔ＬＥＤ〕
発光ダイオードは、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合されたもので、半導体の種類によって発光する色が異なります。半導体に用いられる化合物としては、Ｇａ（ガリウム）、Ｎ（窒素）、 Ｉｎ（インジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐ（リン）などがある。具体的な化合物としては、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＧａＮなどがある。
発光ダイオードで白色光を得る代表的な方法としては、１）光の３原色のＬＥＤ（赤色・緑色・青色）を組み合わせる、２）近紫外線または紫色ＬＥＤにより、赤色・緑色・青色の蛍光体を光らせる、３）青色ＬＥＤにより、黄色蛍光体を光らせる、がある。
高輝度ＬＥＤの外形形状は、シングルチップの砲弾型と表面実装型（ＳＭＤ型）、マルチチップの表面実装型と多様な形態に大別できる。ＳＭＤ型は、一般にフェース・アップ実装とフリップチップ実装のものがある。
【００３２】
〈下引き層〉
本願発明の光触媒層と基材の間には、下引き層を設けることが好ましい。本願発明で用いられる下引き層としては光触媒作用により分解されないために、無機材料を用いた下引き層が好ましい。下引き層を設けることで基材の耐久性が高くなるだけでなく、基材と光触媒層の接着性が高くなるために、表面の膜物性や光取り出し効率も高くなる。
無機材料を用いた下引き層としては、アモルファスＴｉＯ2を塗布した層やシリカ等の無機物のスパッタ形成層、ポリシラザンを塗布した後に紫外線を照射した層、ポリシロキサンオリゴマー塗布、乾燥した層などがあるが、アモルファスＴｉＯ2を塗布した層を用いると光触媒層との接着性がより高くなり、表面の膜物性や光取り出し効率がより高くなり好ましい。
【００３３】
〔基材〕
本願発明に用いられる基材は透明基材である。透明基材としては、高い光透過性を有していればそれ以外に特に制限はない。例えば、軽量性と柔軟性の観点から透明樹脂フィルムや薄膜ガラスを用いることが好ましい。
透明樹脂フィルムには特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等の二軸延伸ポリエステル系フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂フィルム、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂フィルム等を挙げることができるが、可視域の波長（３８０〜７８０ｎｍ）における透過率が８０％以上である樹脂フィルムであれば、本発明に係る透明樹脂フィルムに好ましく適用することができる。
本発明に用いられる透明基材には、塗布液の濡れ性や接着性を確保するために、表面処理を施すことや易接着層を設けることができる。表面処理や易接着層については従来公知の技術を使用できる。例えば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。
また、易接着層としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニル系共重合体、ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体、ビニリデン系共重合体、エポキシ系共重合体等を挙げることができる。易接着層は単層でもよいが、接着性を向上させるためには２層以上の構成にしてもよい。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
【００３５】
（実施例１）
〔光触媒層の作製〕
［光触媒層１］（可視光応答型柱状、水熱合成法）
チタン濃度３．５モル／リットルの三塩化チタン水溶液（約２０％希塩酸溶液）に、塩化ナトリウムと蒸留水を加え、三塩化チタン濃度が０．１５モル／リットル、塩化ナトリウム濃度が１モル／リットルの塩化ナトリウム含有三塩化チタン水溶液を調製した。三塩化チタンに対する塩化ナトリウムのモル比（塩化ナトリウム／三塩化チタン）は、６．７である。次いで、前記水溶液を、１００μｍ厚のエポキシ樹脂フィルム上に、スピン塗布し、１２０℃３０分乾燥させた。前記フィルムと前記水溶液をオートクレープに入れ、密閉した状態で１８０℃、３時間、水熱処理を行い、深さ方向１００ｎｍ、周期５０ｎｍの柱状形状の酸化チタン薄膜を形成した。
【００３６】
［光触媒層２］（可視光応答型柱状、陽極酸化）
１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート樹脂基板上にスパッタ法を用いて、厚さ２５ｎｍのチタン膜を形成した。次いで、このチタン膜にＮＨ4Ｆとエチレングリコールを含む溶液（容積比（ＮＨ4Ｆ：エチレングリコール＝１０：４８５））を用い、印加電圧４０Ｖ、１０分間陽極酸化処理を行うことにより深さ方向５０ｎｍ、周期５０ｎｍの柱状形状の酸化チタン膜を形成した。
【００３７】
［光触媒層３］（可視光応答型柱状、エッチング）
テトラエトキシシラン５質量部、純水０．８質量部、０．１ｍｏｌ／ｌの塩酸水溶液０．０７質量部、エタノール９４．１３質量部を混合し、攪拌して、テトラエトキシシラン部分加水分解縮重合物を得た。前記テトラエトキシシラン部分加水分解縮重合物１００質量部に市販の可視光応答型光触媒ゾル（石原産業製ＭＰＴ−６２３、粒径１８ｎｍ、水分散液、２０％）１００質量部を１時間混合した。次いで、この水溶液を、１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、スピン塗布した後、１００℃、３０分間、加熱、硬化させて膜厚３００ｎｍの酸化チタン薄膜を形成した。前記酸化チタン薄膜に、穴径が１５０ｎｍ、穴間隔が１５０ｎｍのマスクをかぶせた状態で１．０規定のフッ酸水溶液に浸して、深さ３００ｎｍ、周期３００ｎｍの柱状酸化チタン膜を形成した。
【００３８】
［光触媒層４］（可視光応答型柱状、ゾルゲル）
１００μｍ厚の薄膜ガラス基板上に、使用ターゲットとして純度９９．９９５％以上の金属チタンを用いて、印加電力１５００Ｗ、スパッタ圧力１０．０Ｐａ、アルゴンと酸素の流量比２０ｓｃｃｍ/２０ｓｃｃｍ、基板温度２５０℃で、酸化チタン薄膜を形成した。その後、チタンテトライソプロポキシドのブタンジオール溶液（１０％）を塗布、乾燥した後、３５０℃で熱処理を行い、深さ５ｎｍ、周期１０ｎｍの柱状酸化チタン膜を形成した。
【００３９】
［光触媒層５］（紫外線励起型粒状）
１００μｍ厚の薄膜ガラス上に、下記処方で混合した光触媒塗布液を乾燥後の膜厚が３００ｎｍになるように塗布、乾燥した後、太洋工業 熱式インプリント装置ＥＨＮ−３２５０を用いて、深さ１６０ｎｍ、周期２００ｎｍの金型を用いて、圧力２０００Ｎ／ｃｍ2、加熱温度１８０℃で１０分間インプリント処理を行い、光触媒層５を形成した。
【００４０】
（光触媒塗布液）
酸化チタン（石原産業製ＳＴ−０１（粒径７ｎｍ）） １０ｇ
ポリオルガノシロキサン ３ｇ
イソプロピルアルコール ２２ｍｌ
【００４１】
［光触媒層６〜９］（可視光応答型粒状）
光触媒層５の酸化チタンを住友化学製ＴＰＳ−２０１（３μｍ）に変更し、金型の深さと周期を表１記載のものに変更した以外は同様にして光触媒層６〜９を形成した。
【００４２】
［光触媒層１０］（可視光応答型柱状、水熱合成法）
光触媒層１の水熱処理を１２０℃、５時間行った以外は同様にして、深さ３０ｎｍ、周期９ｎｍの酸化チタン薄膜を形成した。
【００４３】
〔試料１の作製〕
［有機エレクトロルミネッセンス照明装置］
反対面に光触媒層１を形成した透明基板上に、以下のようにして有機ＥＬ層を形成して、ＥＬ照明装置試料１を作製した。
【００４４】
《有機ＥＬ層の作製》
透明基板上（光触媒層が存在しない面上）にＩＴＯ（インジウムチンオキシド；屈折率１．８５）を１００ｎｍ製膜しパターニングを行った後、このＩＴＯ導電性層を設けた基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。この基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、基板表面温度２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔注入層を設けた。
この基板を、窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。この基板を、基板表面温度１５０℃で３０分間加熱乾燥し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は２０ｎｍであった。
【００４５】
（正孔輸送層用塗布液）
モノクロロベンゼン １００ｇ
ポリ−Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル）ベンジジン（ＡＤＳ２５４ＢＥ：アメリカン・ダイ・ソース社製） ０．５ｇ次いで、発光層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。さらに基板表面温度１２０℃で３０分加熱し発光層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は４０ｎｍであった。尚、下記発光層組成物のうち、最も低いＴｇを示したのはＨ−Ａであり、１３２℃であった。
【００４６】
（発光層用塗布液）
酢酸ブチル １００ｇ
Ｈ−Ａ １ｇ
Ｄ−Ａ ０．１１ｇ
Ｄ−Ｂ ０．００２ｇ
Ｄ−Ｃ ０．００２ｇ
次いで、電子輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。さらに基板表面温度１２０℃で３０分加熱し電子輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は３０ｎｍであった。
【００４７】
（電子輸送層用塗布液）
２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール １００ｇ
ＥＴ−Ａ ０．７５ｇ
次いで、電子輸送層まで設けた基板を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、４×１０-4Ｐａまで減圧した。尚、フッ化カリウムおよびアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。
先ず、フッ化カリウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基板上にフッ化カリウムからなる電子注入層を３ｎｍ設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒でアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極を設けた。
【化１】
【００４８】
〔試料２の作製〕
試料１で、光触媒層１を形成する前に、下記のチタンアルコキシド加水分解縮合液を乾燥時の膜厚が５０ｎｍになるように塗布、乾燥した以外は同様にして、ＥＬ照明装置試料２を作製した。
【００４９】
（チタンアルコキシド加水分解縮合液）
エチルセロソルブ１５０ｇに、チタンテトライソプロポキシド（商品名：Ａ−１、日本曹達（株）製）７５ｇを攪拌しながら滴下し、この溶液にエチルセロソルブ５８ｇ、蒸留水４．５ｇ、６０質量％濃硝酸１３ｇを攪拌しながら滴下し、３０℃で４時間攪拌することでチタンアルコキシド加水分解縮合液を得た。
【００５０】
〔試料３の作製〕
試料２で、光触媒層を作成した後に、１２０℃３０分間後加工を行った以外は同様にして、ＥＬ照明装置試料３を作製した。
【００５１】
〔試料４の作製〕
試料２で、光触媒層を作成した後に、下記の条件で後加工した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料４を形成した。
【００５２】
（後加工条件）
実質的に水蒸気を除去し、酸素濃度が０．１％に維持されるように窒素と酸素を適量供給した装置チャンバー内に、ＥＬ照明装置を８０℃、移動速度０．６ｍｍ／ｍｉｎで供給し、１７２ｎｍの真空紫外線を照射する二重管構造を有するＸｅエキシマランプを照射距離３ｍｍ、最大照度９０ｍＷ／ｃｍ2、積算照射エネルギー２０００ｍＪ／ｃｍ2になるようにして後加工処理した。
このときの積算照射エネルギーの測定は、浜松ホトニクス社製の紫外線積算光量計：Ｃ８０２６／Ｈ８０２５ ＵＶ ＰＯＷＥＲ ＭＥＴＥＲを用い、前記改質処理と同条件で行った。
また、測定及び後加工処理に先立ち、Ｘｅエキシマランプの照度を安定させるため、Ｘｅエキシマランプ点灯後に１０分間のエージング時間を設けた。
【００５３】
〔試料５の作製〕
試料４の有機ＥＬ層を下記無機ＥＬ素子に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料５を形成した。
透明ガラス板上にスパッタリング法によってＩＴＯからなる透明導電膜を形成し、その上に、粒径１０μｍの［ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ］蛍光体粒子をシアノエチルセルロース中に混合・分散した蛍光体ペーストを、スクリーン印刷法によってシート状に塗布、乾燥し、膜厚５０μｍの蛍光体層を作製した。別途下記のように設けた誘電体シートを、前記蛍光体層上に積層し、さらに誘電体シート上にＡｇペーストを塗布・乾燥して背面電極を形成して、無機ＥＬ素子を作製した。
【００５４】
（誘電体シート作製法）
誘電体粒子ＢａＴｉＯ3微粉末（粒径０．２μｍ）５２ｗｔ％、トルエン：エタノール（６：４）溶媒４０ｗｔ％、ポリビニルブチラール７ｗｔ％、ガラスフリット（ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ3）１ｗｔ％を、ボールミルで１８時間混合・分散した誘電体スラリーをガラス基板上に塗布、乾燥した後、１２５０℃で焼成して、膜厚８０μｍの誘電体シートを作製した。
【００５５】
〔試料６の作製〕
試料４の有機ＥＬ層をＲＯＨＭ社製白色発光ダイオードＰＩＣＯＬＥＤに変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料６を作製した。
【００５６】
〔試料７の作製〕
試料１で、光触媒層１を形成する前に、下記ポリシラザン層塗布液を塗布、乾燥し、さらに光触媒層１を形成した後に、試料４と同様に後加工処理を行い、ＥＬ照明装置試料７を作製した。
【００５７】
（ポリシラザン層塗布液）
無触媒のパーヒドロポリシラザンを２０質量％含むジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製アクアミカ ＮＮ１２０−２０）と、アミン触媒を固形分で５質量％含有するパーヒドロポリシラザンの２０質量％ジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製アクアミカ ＮＡＸ１２０−２０）を、アミン触媒が固形分として１質量％になるように調整した後、総固形分量が５質量％になるようにジブチルエーテルで希釈して、ポリシラザン層形成用塗布液を作製した。
【００５８】
〔試料８の作製〕
試料４で、光触媒層１を形成する前に、下記スパッタ法でシリカ層を形成した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料８を作製した。
シリカ層形成スパッタ法
ＲＦマグネトロンスパッタ装置を用い、純度９９．９％以上のＳｉＯ2ターゲット、導入ガスはアルゴンと酸素を使用して、印加電力２００Ｗ、１３．５６ＫＨｚ、真空度６×１０−６Ｔｏｒｒ、ガス圧２３ｍＴｏｒｒ、ガス分配率Ａｒ／Ｏ2＝２０／３、基体温度３００℃の条件で、膜厚０．６μｍのシリカ層を作製した。
【００５９】
〔試料９の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層２に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料９を作製した。
【００６０】
〔試料１０の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層３に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１０を作製した。
【００６１】
〔試料１１の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層４に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１１を作製した。
【００６２】
〔試料１２の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層５に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１２を作製した。
【００６３】
〔試料１３の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層６に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１３を作製した。
【００６４】
〔試料１４の作製〕
試料４の光触媒層１を光触媒層７に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１４を作製した。
【００６５】
〔試料１５の作製〕（比較例）
試料４の光触媒層１を光触媒層８に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１５を作製した。
【００６６】
〔試料１６の作製〕（比較例）
試料４の光触媒層１を光触媒層９に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１６を作製した。
【００６７】
〔試料１７の作製〕（比較例）
試料４の光触媒層１を光触媒層１０に変更した以外は同様にしてＥＬ照明装置試料１７を作製した。
【００６８】
〔試料１８の作製〕（比較例）
試料１のＥＬ照明装置で光触媒層１の代わりに、以下のプリズムシートを貼り合わせた以外は同様にして、ＥＬ照明装置試料１８を作製した。
プリズムシートの作製
１２μｍ厚のＰＥＴフィルム上にアクリルウレタンを主成分とする成形層を４．５μｍ塗工し、プリズム構造部の頂角１３８度、凹凸ピッチ５μｍで１方向のみ切削した金型から熱エンボスを行い成形した。
【００６９】
【表１】
【００７０】
《エレクトロルミネッセンス照明装置の評価》
上記作成した各エレクトロルミネッセンス照明装置について、下記の特性値の測定及び性能評価を行った。
【００７１】
［評価方法］
（光取り出し効率）
上記方法で作製したエレクトロルミネッセンス照明装置の光取り出し効率を分光放射輝度系ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いて測定した。なお、各試料に関しては、光触媒層やレンズシートの無い照明装置の測定値を１００とした時の相対値で表わした。
【００７２】
（光触媒性能）
密閉容器にアセトアルデヒドガスを８０〜１００ｐｐｍになるように注入し、暗所で３０分静置した。このあと、密閉容器内で各ＥＬ照明装置を点灯し、２３℃で２４時間放置した後のガス濃度をＡとし、同様に密閉容器内でＥＬ照明装置を点灯することなく２３℃２４時間放置した後のガス濃度をＢとした。ガス濃度Ａ、Ｂから、下記のように光触媒性能を求めた。
光触媒性能（％）＝（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００
【００７３】
（長期点灯保存性）
膜物性の評価には５０℃６０％条件下で７２０時間照明を点灯し続けた後のスチールウールテスト（以下ＳＷ耐性）が用いられる。ＳＷ耐性は、ＥＬ照明装置表面に、ヘイドン社製の荷重変動型摩擦摩耗試験システムＨＨＳ２０００を用いて５００ｇの荷重になるように設定しスピード５００ｍｍ／ｍｓ、距離５０ｍｍ、１０往復を行い、傷を目視で評価した。なお、スチールウール＃００００番を使用した。評価は下記の基準を用いて行い、結果を表２に示した。
◎：ほぼキズがない
○：１〜２本のわずかにキズがある
△：５〜10本のキズがはっきりわかる
×：ＳＷ往復部全体がキズで白くなる
輝度低下率の評価は、５０℃６０％条件下で７２０時間照明を点灯し続けた後の輝度と点灯開始５分後の輝度から下記のように求めた。
輝度低下率＝（５分後輝度-７２０時間後の輝度）/５分後輝度×１００
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２の結果からわかるように、本願発明のエレクトロルミネッセンス照明装置は輝度を落とすことなく、防汚、空気浄化機能が高く、長期点灯後も膜物性の劣化や輝度の低下が起こらないことが分かる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 有機ＥＬパネル
１０１ 可撓性基材
１０２ 陽極（第１電極）
１０３ 正孔輸送層
１０４ 発光層
１０５ 陰極バッファ層（電子注入層）
１０６ 陰極（第２電極）
１０７ 接着剤層
１０８ 封止部材
１０９ 光触媒層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の最表面に、平均深さ５ｎｍ〜３００ｎｍ、平均周期１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を持つ光触媒層を設けたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項２】
前記光触媒層が柱状の光触媒が表面方向に並んだことを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項３】
前記柱状光触媒が水熱合成法で作製されたことを特徴とする請求項１または２に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項４】
前記光触媒層が波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射する改質処理を行った層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項５】
前記光触媒層とエレクトロルミネッセンス素子の間に無機材料の下引き層を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項６】
前記エレクトロルミネッセンス素子が有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１〜５のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項７】
エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の表面光触媒層を形成する方法において、水熱合成法で柱状光触媒層を形成した後に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射して改質処理を行うことを特徴とする光触媒層を持つエレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
【請求項１】
エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の最表面に、平均深さ５ｎｍ〜３００ｎｍ、平均周期１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を持つ光触媒層を設けたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項２】
前記光触媒層が柱状の光触媒が表面方向に並んだことを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項３】
前記柱状光触媒が水熱合成法で作製されたことを特徴とする請求項１または２に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項４】
前記光触媒層が波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射する改質処理を行った層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項５】
前記光触媒層とエレクトロルミネッセンス素子の間に無機材料の下引き層を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項６】
前記エレクトロルミネッセンス素子が有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１〜５のいずれか１項に記載のエレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項７】
エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の表面光触媒層を形成する方法において、水熱合成法で柱状光触媒層を形成した後に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射して改質処理を行うことを特徴とする光触媒層を持つエレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１１４７６１（Ｐ２０１３−１１４７６１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７０２４（Ｐ２０１１−２５７０２４）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]