有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法、照明装置、面状光源、表示装置
【課題】開口率が高く、電気特性が良好で、発光輝度のムラが少なく、発光が均一で、発光効率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極に、該第２電極と比較して電気抵抗が低い補助電極が設けられ、前記透明な第２電極が、前記発光層側から順に、それぞれ特定な材料から構成される第１層、第２層および第３層の３層からなり、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、前記第２電極に接続された枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置され、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極より線幅が狭い第２補助電極と、を有する。
【解決手段】本発明に有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極に、該第２電極と比較して電気抵抗が低い補助電極が設けられ、前記透明な第２電極が、前記発光層側から順に、それぞれ特定な材料から構成される第１層、第２層および第３層の３層からなり、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、前記第２電極に接続された枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置され、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極より線幅が狭い第２補助電極と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極と、有機発光層とを含んで構成される。有機エレクトロルミネッセンス素子は、電圧を印加すると、各電極から正孔および電子がそれぞれ注入され、注入された正孔と電子が有機発光層において再結合することによって発光する。無機ＥＬ素子に比べると、有機エレクトロルミネッセンス素子は低電圧での駆動が可能であり、輝度が高い。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置や照明装置に用いることが検討されている。
【０００３】
例えばアクティブマトリックス駆動方式の表示装置では、駆動回路が形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板上に複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が設けられる。基板側から光を取出すいわゆるボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子では、基板上に設けられた駆動回路などによって光が遮られるので、開口率が低くなるのが通常である。そこで光を遮る駆動回路などとは関係なく、開口率を高くするために、基板とは反対側から光を取出すいわゆるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子が検討されている。
【０００４】
トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板とは反対側に設けられる電極が透明電極によって構成される。例えば透明電極を、第１〜第３層の３層からなる陰極とした有機エレクトロルミネッセンス素子がある（例えば、特許文献１）。この有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１層および第３層が酸化物薄膜層によって構成され、第２層がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＰｄおよびＰｔから選択される金属の薄膜からなる層によって構成されている。しかしながら、特許文献１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光効率が必ずしも十分ではないという問題がある。
【０００５】
また透明電極は、金属膜などから成る不透明な電極に比べると電気抵抗が高い。有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置や照明装置においては、発光面積が大きくなるにつれて大面積の透明電極が必要となる。大面積の透明電極を用いる場合、高い配線抵抗による電圧降下が大きくなるので、電圧降下に起因する発光輝度のムラが無視できない程度に大きくなるという問題がある。
【０００６】
透明電極の電圧降下に起因する問題を解決するために、透明電極よりも低抵抗な補助電極を透明電極に電気的に接続した有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状発光装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。この面状発光装置では、電源に接続される接続端子から近い部分では前記補助電極を太くし、遠い部分では前記補助電極を細くしている。接続端子から近い部分では、太い補助電極のために電流値が高く発光強度が強い一方で、開口率が小さくなり、また、接続端子から遠い部分では、細い補助電極のために電流値が小さく発光強度が弱い一方で、開口率が大きくなるので、全体としての発光輝度のムラを抑制した面状発光装置を実現している。
【０００７】
透明電極の電圧降下に起因する問題を解決するために、透明電極よりも低抵抗な補助電極を透明電極に電気的に接続した有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状発光装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。この面状発光装置では、電源に接続される接続端子から近い部分では前記補助電極を太くし、遠い部分では前記補助電極を細くしている。接続端子から近い部分では、太い補助電極のために電流値が高く発光強度が強い一方で、開口率が小さくなり、また、接続端子から遠い部分では、細い補助電極のために電流値が小さく発光強度が弱い一方で、開口率が大きくなるので、全体としての発光輝度のムラを抑制した面状発光装置を実現している。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載されているような有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた場合でも、接続端子から遠い部分では電流値が小さくなるために、発光輝度のムラを十分に抑制することができなかった。また、開口率を調整することによって発光輝度のムラを抑制するので、光の利用効率が低下するという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−７９４２２号公報
【特許文献２】特開２００４−１４１２８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、上記従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能な、発光効率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる第１の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、前記第２電極と比較して電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記構成において、前記第１層が金属酸化物および金属フッ化物のうちの少なくともいずれか一方を含み、前記第２層に含まれる材料が、前記第１層に含まれる材料に対する還元剤であってもよい。
【００１３】
上記構成において、前記第１層が金属を含み、前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる金属の酸化物に対する還元剤であってもよい。
【００１４】
また、本発明にかかる第２の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、前記第２電極と比較して電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有することを特徴とする。
【００１５】
上記構成において、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００１６】
上記構成において、前記第２層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含んでもよい。
【００１７】
上記第１及び第２の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第１層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００１８】
上記構成において、前記第１層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００１９】
上記構成において、前記第１層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００２０】
上記構成において、前記第１層がルビジウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００２１】
上記いずれかの構成において、前記第３層が、金、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、インジウム、及びこれらの合金からなる群より選択される材料からなり、該第３層の膜厚が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
上記いずれかの構成において、前記第１電極の可視光に対する反射率が８０％以上であることが好ましい。
【００２３】
上記いずれかの構成において、前記第２補助電極の線幅を前記第１補助電極の線幅で除した値が、１／１０００〜１／１０であることが好ましい。
【００２４】
本発明の照明装置は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。また、本発明の面状光源は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。さらに、本発明の表示装置は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であるか、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上である。かかる特徴構成により、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、開口率を高くすることにより発光効率が高くすることができ、しかも容易にトップエミッション型の素子及び装置とすることができ、良好な画像を得ることができ、輝度半減寿命も長くなる。
【００２６】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、透明電極と比較して電気抵抗値の低い材料から構成された補助電極が前記透明電極に接して設けられているので、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が広い場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能となる。
【００２７】
すなわち、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、より具体的には、透明電極からなる第２電極の表面上に、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、前記第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、が配置されている。第２電極に加えて、このような、透明電極（第１電極）より電気抵抗が低い補助電極を設けることによって、前記第２電極の抵抗による電圧降下を低減できる。
【００２８】
本発明においては、前記第１補助電極は、線幅が広く十分な電流を流すことができるため、接続端子から遠い部分であっても配線抵抗による電圧降下の影響をほとんど受けない。
また、前記第２補助電極は、線幅が狭いために有機層から発せられた光を遮る量が少なく、光の利用効率に与える影響は少ない。なお、前記第２補助電極は、線幅が狭いために配線抵抗による電圧降下の影響を受け易くなるが、本発明においては、この第２補助電極が前記第１補助電極の枠内に配置され、かつ配線抵抗による電圧降下の影響をほとんど受けない第１補助電極に電気的に接続されているという電気的接続構造を有しているために、接続端子から遠い部分の補助電極においても配線抵抗による電圧降下が緩和される。
【００２９】
したがって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が広い場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能となる。
【００３０】
以上のように、本発明によれば、開口率を高くすることにより発光効率を高くすることができ、しかも容易にトップエミッション型の素子及び装置とすることができ、開口率が高く良好な画像を得ることができ、輝度半減寿命も長くなる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。そして、本発明によれば、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することが可能となる。
したがって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明装置、バックライトとしての面状光源、フラットパネルディスプレイ等の表示装置として好ましく使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお、以下の説明において示す図面における各部材の縮尺は実際と異なる場合がある。
【００３２】
本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、前記第２電極よりも電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、かつ、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有することを、特徴としている。
【００３３】
また、本発明にかかる他の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、前記第２電極よりも電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有することを特徴としている。
【００３４】
かかる基本的構成を有する本発明の一実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を、図１に示す。なお、以下の説明において、支持基板１の厚み方向の一方を上方（または上）といい、支持基板１の厚み方向の他方を下方（または下）という場合がある。この上下関係の表記は、説明の便宜上、設定したもので、必ずしも実際に有機エレクトロルミネッセンス素子が製造される工程および使用される状況に適用されるものではない。
【００３５】
支持基板１上に陽極（第１電極）５が配置されている。この陽極（第１電極）５の上に発光部６が配置され、その上に透明な陰極（第２電極）７が配置されている。この透明な第２電極７は、３層の積層体から構成されている。３層の積層体は、発光部６側から順に積層された第１層７ａ、第２層７ｂ、第３層７ｃの３層からなる。
通常、支持基板１上に配置された陽極５、発光部６，陰極７からなる発光機能部を保護するために保護層（上部封止膜と呼称する場合もある）８が設けられる。そして、前記透明な第２電極７の保護層８側の表面に第１補助電極２と第２補助電極３とを有する補助電極４が形成されている。上記発光部６は、発光層１０と、陽極（第１電極）５と発光層１０との間に必要に応じて設けられる層９と、発光層１０と陰極（第２電極）７との間に必要に応じて設けられる層１１とから構成されている。
なお、本実施形態では、第１電極５が陽極であり、透明な第２電極７が陰極であるが、発光機能部の積層順を逆順にして、第１電極が陰極であり、第２電極が陽極である有機ＥＬ素子を構成してもよい。
【００３６】
以下に、まず、本発明の特徴構成である第２電極７の３層構造について説明し、その次に透明な第２電極７に接して設ける補助電極について説明する。その後、その他の構成要素について説明する。
【００３７】
（第２電極）
本実施形態において、第２電極７は、３層の積層体から構成されている。３層の積層体は、発光部６側から順に積層された第１層７ａ、第２層７ｂ、第３層７ｃの３層からなる。
【００３８】
本実施形態において、第２電極７の第１層７ａは金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、かつ第２層７ｂはカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む。この実施形態において、前記第１層７ａが金属酸化物および／または金属フッ化物を含み、前記第２層７ｂに含まれる材料が、前記第１層７ａに含まれる材料に対する還元剤であるか、又は前記第１層７ａが金属を含み、前記第２層７ｂに含まれる材料が、前記第１層７ａに含まれる金属の酸化物に対する還元剤であることが好ましい。
【００３９】
本発明のさらに他の実施形態において、第２電極７の第２層７ｂの材料は、第１層７ａの材料に対して還元作用を有する。この実施形態において、第１層７ａは金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含むことが好ましく、また、第２層７ｂは、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含むことが好ましい。
【００４０】
前記の実施形態において、第１層７ａが金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む場合、第１層７ａは、これらの材料から実質的になる層とすることができる。金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物の中では金属が好ましい。第１層７ａに含まれる金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物を構成する金属としては、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を挙げることができる。より具体的には、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等を挙げることができ、バリウム、ナトリウム、ルビジウムであることが特に好ましい。第２層７ｂを構成する材料がカルシウム又はマグネシウムを含む場合、第１層７ａを構成する金属は、これ以外の金属であることが好ましい。
【００４１】
第２層７ｂがカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む場合、第２層７ｂは、これらの金属、これらの金属の酸化物、これらの金属のフッ化物、又はこれらの混合物のいずれかのみから実質的になる層とすることができる。特に、これらの金属のみから実質的になることが好ましい。
【００４２】
部材Ａ（例えば金属）「のみから実質的になる」とは、蒸着等の製造工程、及び使用に際しての酸化等の過程において混入した部材Ａとは異なる他の元素が含まれてもよいことを意味し、具体的には、部材Ａの含有割合が９０モル％以上である場合とすることができる。
【００４３】
第２層７ｂに含まれる材料が第１層７ａに含まれる材料に対する還元剤である場合、第２層７ｂに含まれる材料が第１層７ａに含まれる金属の酸化物に対する還元剤である場合、及び第２層７ｂに含まれる材料が第１層７ａに含まれる材料に対して還元作用を有する場合において、材料間の還元能の有無・程度は、例えば、化合物間の結合解離エネルギー（ΔｒＨ°）から決定することができる。即ち、第２層７ｂを構成する材料による、第１層７ａを構成する材料に対する還元反応において、結合解離エネルギーが正であるような組み合わせである場合、第２層７ｂの材料が第１層７ａの材料に対して還元能を有するといえる。
【００４４】
結合解離エネルギーは、例えば、電気化学便覧第５版（丸善、２０００）、熱力学データベースＭＡＬＴ（科学技術社、１９９２）などで参照できる。例を挙げると、ＬｉＦとＡｌの組み合わせでは、
３ＬｉＦ＋Ａｌ→３Ｌｉ＋ＡｌＦ３、ΔｒＨ°＝−３６．２８
となり、吸熱反応であることからＡｌはＬｉＦに対する還元能を有しない。また、ＬｉＦとＣａの組み合わせでは、
２ＬｉＦ＋Ｃａ→２Ｌｉ＋ＣａＦ２、ΔｒＨ°＝＋３８．５８
となり、放熱反応であることからＣａはＬｉＦに対する還元能を有する。
【００４５】
第２層７ｂの材料が第１層７ａの材料に対して還元能を有する場合の第１層７ａ及び第２層７ｂの材料の組み合わせの例を以下に列挙する。以下の式においては、左辺の左側の材料が第１層７ａの材料、左辺の右側の材料が第２層７ｂの材料であり、左辺の右側の材料が左辺の左側の材料に対する還元剤となる。
（１）２ＢａＯ＋Ａｌ→２Ｂａ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ°＝＋１９７．６
（２）ＢａＯ＋Ｃａ→Ｂａ＋ＣａＯ，ΔｒＨ°＝＋１７２．４
（３）ＢａＯ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＯ，ΔｒＨ°＝＋２１７．２
（４）ＢａＦ＋Ｃａ→Ｂａ＋ＣａＦ，ΔｒＨ°＝＋５５．２
（５）２ＢａＦ＋Ｃａ→２Ｂａ＋ＣａＦ２，ΔｒＨ°＝＋５１.０
（６）ＢａＦ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＦ，ΔｒＨ°＝＋１３５．９
（７）２ＢａＦ＋Ｍｇ→２Ｂａ＋ＭｇＦ２，ΔｒＨ°＝＋１３９．３
（８）２ＬｉＦ＋Ｃａ→２Ｌｉ＋ＣａＦ２，ΔｒＨ°＝＋３８．５
（９）ＣｓＦ＋Ｃａ→Ｃｓ＋ＣａＦ，ΔｒＨ°＝＋１４．７
（１０）ＣｓＦ＋Ａｇ→Ｃｓ＋ＡｇＦ，ΔｒＨ°＝＋１５８．０
（１１）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ａｌ→２Ｃｓ＋ＡｌＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋３０３．０
（１２）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ｃａ→２Ｃｓ＋ＣａＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋４３１．６
（１３）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ａｇ→２Ｃｓ＋ＡｇＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋５９５．４
（１４）２Ｎａ２Ｏ＋Ａｌ→４Ｎａ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ゜＝＋４１．７
（１５）２Ｒｂ２Ｏ＋Ａｌ→４Ｒｂ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ゜＝＋４１．７
（１６）Ｒｂ２Ｏ＋Ｃａ→２Ｒｂ＋ＣａＯ，ΔｒＨ゜＝＋９４．４
【００４６】
本実施形態において、第１層７ａの材料が、酸化物又はフッ化物などで無い金属のみから実質的になる場合は、前記金属の酸化物に対して第２層７ｂの材料が還元作用を有するか、または前記金属のフッ化物に対して第２層７ｂの材料が還元作用を有するか、または前記金属酸化物および金属フッ化物の両方に対して第２層７ｂの材料が還元作用を有する場合、本発明でいう「第２層の材料が第１層の材料に対して還元作用を有する」場合に該当するものとする。第１層７ａの材料が金属のみから実質的になるものとして有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した場合であっても、製造工程等の過程において第１層７ａに混入する微量の酸素、水分等により酸化物、フッ化物等が生じうる。その酸化物、フッ化物等に対して、第２層７ｂの材料が還元作用を有する場合、本発明の効果を得ることができる。したがって、第２層７ｂの材料は、第１層７ａを構成する金属の酸化物およびフッ化物の両方に対して還元作用を有することが好ましい。
この場合、上記に列挙したように、カルシウム、アルミニウム、マグネシウムを第２層７ｂの材料として好適に用いることができる。
【００４７】
本実施形態において、第２電極７を構成する第３層７ｃは、可視光透過率が通常４０％以上であり、好ましくは５０％以上である。このような可視光透過率とすることにより、第２電極７を、透明な電極とすることができる。
第３層７ｃを構成する材料は、金、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、インジウム、及びこれらの合金からなる群より選択されることが好ましい。
【００４８】
第２電極７を構成する第１層７ａ、第２層７ｂ、第３層７ｃの厚さは、特に限定されないが、特に可視光透過率に鑑みて適宜設定され、第１層７ａが０．５〜１０ｎｍ、第２層７ｂが０．５〜１０ｎｍ、第３層７ｃが５〜３０ｎｍであることが好ましい。また、第２電極７の全層を通る光の可視光透過率は、４０％以上であることが、有機エレクトロルミネッセンス素子の光特性を良好なものとする上で好ましい。
【００４９】
第１層７ａ、第２層７ｂ、及び第３層７ｃを形成する方法としては、発光層等へのダメージを避けることが可能であるため、真空蒸着法等の蒸着法が好ましい。真空蒸着法により第２電極を形成する場合、操作の簡便性、及び異物混入による品質低下の防止の観点から、真空蒸着装置のチャンバー内に基板を設置して減圧し、真空を保ったまま第１層７ａ、第２層７ｂ、及び第３層７ｃを連続して形成することが好ましい。
【００５０】
また、第２電極７の光透過率を向上させることを目的として、第２電極７の第３層７ｃの上に、後述の補助電極４を設けた後に、反射防止層を設ける事もできる。反射防止層に用いられる材料としては屈折率（ｎ）が１．８〜３．０程度の物が好ましく、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＷＯ３などが挙げられる。反射防止層の膜厚は材料の組合せによって異なるが、通常１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲である。
例えば、第２電極７として、第１層７ａにＢａを５ｎｍ、第２層７ｂにＡｌを１ｎｍ、第３層７ｃにＡｇを１５ｎｍの構成を用いた場合、第３層７ｃ上に、補助電極４を介させて、反射防止層としてＷＯ３を２１ｎｍ積層すると、発光層１０側からの光透過率が１０％向上する。
【００５１】
（補助電極）
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、上記補助電極４は、前記陽極（第１電極）５の表面上に配置され、前記第１電極に電気的に接続された枠状の第１補助電極２と、前記第１補助電極２の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極２に電気的に接続され、該第１補助電極２よりも線幅が狭い第２補助電極３とを備える。
本実施形態においては、前記第２電極７の表面上に第１補助電極２及び第２補助電極３を上記のような形態で配置することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラを十分に抑制することが可能となる。また例えばアクティブマトリクス型の表示装置において、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子に共通の透明陰極を１枚の第２電極７で構成することができる。各有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が小さい場合でも、補助電極４によって第２電極７の電圧降下の影響を低減することができ、画素間での輝度ムラを抑制することができる。
【００５２】
第１補助電極２及び第２補助電極３とからなる補助電極４の配置形態の一例を図２〜図５に示す。
【００５３】
図２に示す配置形態においては、第２電極７の第３層７ｃ上に形成された補助電極４は、矩形枠状の第１補助電極２ａと、この第１補助電極２ａの枠内に配置されるとともに、第１補助電極２ａに電気的に一体的に形成されている第２補助電極３ａとから構成されている。前記第２補助電極３ａは、前記第１補助電極２ａより線幅が狭く、複数の各第２補助電極３ａは互いに直角に交差した格子状に配置されている。
【００５４】
図３に示す配置形態においては、第２電極７の第３層７ｃ上に形成された補助電極４は、矩形枠状の第１補助電極２ｂと、この第１補助電極２ｂの枠内に配置されるとともに、第１補助電極２ａに電気的に一体的に形成されている第２補助電極３ｂとから構成されている。前記第２補助電極３ｂは前記第１補助電極２ｂより線幅が狭く、複数の各第２補助電極３ｂは互いに平行に配列されている。
【００５５】
図４に示す配置形態においては、第２電極７の第３層７ｃ上に形成された補助電極４は、矩形枠状の第１補助電極２ｃと、この第１補助電極２ｃの枠内に配置されるとともに、第１補助電極２ａに電気的に一体的に形成されている第２補助電極３ｃとから構成されている。前記第２補助電極３ｃは前記第１補助電極２ｃより線幅が狭く、複数の各第２補助電極３ｃはハニカム構造の各六角形の各辺を構成するように配置されている。
【００５６】
図５に示す配置形態においては、第２電極７の第３層７ｃ上に形成された補助電極４は、矩形枠状の第１補助電極２ｄと、この第１補助電極２ｄの枠内に配置されるとともに、第１補助電極２ａに電気的に一体的に形成されている第２補助電極３ｄとから構成されている。前記第２補助電極３ｄは線幅が前記第１の補助電極２ｄより狭い二種類の細線電極から構成されている。すなわち、前記第２補助電極３ｄは、互いに直角に交差した主幹路的な複数の第１の細線電極３ｄ−１と、これら第１の細線電極３ｄ−１に囲まれた領域の内部、もしくは前記第１補助電極２ｄと第１の細線電極３ｄ−１とで囲まれた領域の内部に形成された第２の細線電極３ｄ−２とから構成されている。
【００５７】
この図５の配置形態では、前記第１の細線電極３ｄ−１は格子状に配置され、その格子状の各枠内に複数の第２の細線電極３ｄ−２が格子状に配列されている。前記第２の細線電極３ｄ−２は、通常、好ましくは、前記第１の細線電極３ｄ−１よりもさらに細く形成されている。
このような補助電極の配置形態を取ることにより、発光面積がさらに大きな素子においても、本発明の効果を得ることができる。
【００５８】
ここで、枠状の第１補助電極２の枠形状としては、第１補助電極２の枠内に第２補助電極３が形成され得るものであれば、特に限定されず、例えば、矩形状、円形状等が可能である。また第１補助電極２は、光が透過する主たる領域を囲むように設けられることが好ましい。第１補助電極２の線幅は、電気抵抗および有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積に応じて適宜選択することができ、１〜５０ｍｍの範囲であることが好ましく、３〜２０ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００５９】
第２補助電極３が設けられる前記第１補助電極２の枠内は、発光部６からの光が透過する主たる領域であるので、第２補助電極３の線幅は、光の透過を阻害しないような寸法であることが好ましい。かかる観点から、第２補助電極３を構成する細線電極の線幅（以下、「第２補助電極の線幅」という）は、光の利用効率の観点から、１〜２００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
【００６０】
また、第１の実施形態においては、前記第２補助電極の線幅を前記第１補助電極の線幅で除した値が、１／１０００〜１／１０であることがより好ましい。線幅の比が前記範囲内であれば、光の利用効率を更に向上させるとともに、発光輝度のムラを更に抑制することができる傾向となる。
【００６１】
第１補助電極２及び第２補助電極３の材料としては、透明な第２電極７よりも電気伝導度（電気抵抗値の低い）が高いものが好ましく、通常は１０７Ｓ／ｃｍ以上の電気伝導度を有する導電材料が使用される。かかる導電材料の具体例としては、アルミニウム、銀、クロミニウム、金、銅、タンタル等の金属材料を挙げることができる。これらの中でも、電気伝導度の高さ、および材料のハンドリングの容易さの観点から、アルミニウム、クロミニウム、銅、銀がより好ましい。
【００６２】
第１補助電極２及び第２補助電極３からなる補助電極４が第２電極７の第３層７ｃに接する面積は、第１電極５の抵抗による電圧降下を低減するという目的から、広ければ広い程良い。したがって、第１補助電極２及び第２補助電極３の材料として金属を用いた場合には、素子の発光する面積に対する補助電極４で被われる面積の割合に換算すると、補助電極４が第２電極７の第３層７ｃに接する面積は、少なくとも２０％であることが好ましく、より好ましくは、３０％以上である。
【００６３】
他方、補助電極４は発光部６からの光を透過させる透明な第２電極７に接して設けられるため、光をできるだけ遮断しないように、補助電極４の占有面積はできるだけ少ない方がよい。かかる観点からは、素子の発光する面積に対する補助電極４で被われる面積の割合は、９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましい。
【００６４】
これらを勘案すると、素子の発光する面積に対する補助電極４で被われる面積の割合は、２０％以上であり且つ９０％以下であることが好ましく、３０％以上であり且つ８０％以下であることがより好ましい。
【００６５】
さらに、このような第１補助電極２及び第２補助電極３の厚みは、面抵抗が所望の値となるように適宜選択することができ、例えば１０〜５００ｎｍであり、好ましくは２０〜３００ｎｍであり、より好ましくは５０〜１５０ｎｍである。
【００６６】
さらに、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記第１補助電極２及び前記第２補助電極３が、前記透明な第２電極７の表面のうち、発光部６側の表面（第１層７ａ）上に配置されていてもよいが、前記透明な第２電極７と、前記第１補助電極２及び前記第２補助電極３との電気的な接続をより確実にするという観点から、発光部６と反対側の表面上に配置されていることが好ましい。
【００６７】
第１補助電極２及び第２補助電極３を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等により補助電極の構成材料から成る膜を形成した後に、フォトレジストを用いたエッチング法によりパターン形成する方法が挙げられる。なおエッチングを行うことなく補助電極をパターン形成することもできる。例えば補助電極の形状に対応する開口が形成された１又は複数のマスクを用いて、複数回真空蒸着などを行うことによって、所定のパターンの補助電極を形成することができる。第２電極を構成する材料によっては、第２電極がエッチャントによって損傷を受けるおそれがあるが、マスクを用いて補助電極を形成することによって、エッチャントに対する耐性の低い第２電極などにでも補助電極を形成することができる。
【００６８】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の特徴は、上述のように、透明な第２電極７が３層構造であることと、透明な第２電極に電気的に接続した状態で特定形状の補助電極４が配置されていることにある。これら透明な第２電極７が３層構造であること及び補助電極４の詳細は、上述の通りである。
続いて、これら第２電極７及び補助電極４以外の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素について、以下に詳しく説明する。
【００６９】
（基板）
支持基板１としては、有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程において変化しないもの、すなわち、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、リジッド基板でも、フレキシブル基板でもよく、例えば、ガラス板、プラスチック板、高分子フィルムおよびシリコン板、並びにこれらを積層した積層板などが好適に用いられる。さらに、プラスチック、高分子フィルムなどに低透水化処理を施したものを用いることもできる。前記基板としては、市販のものが使用可能である。また前記基板を公知の方法により製造することもできる。
【００７０】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子がディスプレイ装置の画素を構成する際には、この基板１上に画素駆動用の回路が設けられていてもよいし、この駆動回路上に平坦化膜が設けられていてもよい。平坦化膜が設けられる場合には、平坦化膜の中心線上の平均粗さ（Ｒａ）がＲａ＜１０ｎｍを満たすことが好ましい。
【００７１】
（第１電極）
本実施形態において第１電極５は、通常、基板１上に、直接又は必要に応じて他の層を介して設けられる。第１電極５は、通常、発光層１０からの光を第２電極７側へ反射させる反射電極として設けられる。第１電極５は、アクティブマトリックス駆動方式のための回路に接続されて設けられることが好ましい。例えばアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたＴＦＴ基板上に第１電極を形成すればよい。
【００７２】
第１電極５は、可視光に対する反射率が８０％以上であることが好ましい。このような反射率を有することにより、トップエミッション方式の表示素子における反射電極として有利に用いることができる。
【００７３】
第１電極５は、好ましくは陽極として設けられる。後述の正孔注入層、正孔輸送層などのインターレイヤー、発光層等で用いられる有機半導体材料への正孔供給性の観点からは、かかる第１電極５の発光層１０側表面の仕事関数が４．０ｅＶ以上であることが好ましい。
【００７４】
このような第１電極の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易な材料および／または電気伝導度が高い材料および／または可視光反射率の高い材料が好ましい。かかる陰極材料としては、具体的には、金属、金属酸化物、合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の無機半導体などを挙げることができる。
【００７５】
上記金属としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属や周期表の１３族金属等を用いることができる。これら金属の具体的例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等を挙げることができる。
【００７６】
また、合金としては、上記金属の少なくとも一種を含む合金を挙げることができ、具体的には、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等を挙げることができる。
【００７７】
この第１電極５は、必要に応じて透明とされるが、それらの材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：インジウム亜鉛酸化物）などの導電性酸化物；ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの導電性有機物を挙げることができる。
【００７８】
なお、第１電極５を２層以上の積層構造としてもよい。また、第１電極５の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７９】
また、第１電極５を反射電極かつ陽極として設ける場合には、高光反射性金属からなる光反射層と４．０ｅＶ以上の仕事関数を有する材料からなる高仕事関数材料層を組み合わせた多層構造が好ましい。
【００８０】
このような第１電極の具体的な構成例としては、以下の（１）〜（１５）を例示することができる。
（１）Ａｌ
（２）Ａｇ
（３） Ａｇ−ＭｏＯ３
（４） ＡｇとＰｄとＣｕとの合金−ＩＴＯ
（５） ＡｌとＮｄとの合金−ＩＴＯ
（６） ＭｏとＣｒとの合金−ＩＴＯ
（７） Ｃｒ−Ａｌ−Ｃｒ−ＩＴＯ
（８） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＴＯ
（９） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＴＯ−ＭｏＯ３
（１０） ＡｇとＰｄとＣｕとの合金−ＩＺＯ
（１１） ＡｌとＮｄとの合金−ＩＺＯ
（１２） ＭｏとＣｒとの合金−ＩＺＯ
（１３） Ｃｒ−Ａｌ−Ｃｒ−ＩＺＯ
（１４） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＺＯ
（１５） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＺＯ−ＭｏＯ３
なお、上記（３）〜（１５）までの表記において、記号「−」は、各積層間の界面を表し、表記の左側が基板側である。十分な光反射率を得る為に、Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金などの高光反射性金属層の膜厚は５０ｎｍ以上である事が好ましく、より好ましくは８０ｎｍ以上である。ＩＴＯ、ＩＺＯなどの高仕事関数材料層の膜厚は通常、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。
【００８１】
また、短絡等の電気的接続の不良を防止する観点から、第１電極５の発光層１０側表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）はＲａ＜５ｎｍを満たす事が望ましく、より好ましくはＲａ＜２ｎｍである。
Ｒａは、日本工業規格ＪＩＳのＪＩＳ−Ｂ０６０１−２００１に基づいて、ＪＩＳ−Ｂ０６５１からＪＩＳ−Ｂ０６５６およびＪＩＳ−Ｂ０６７１−１等を参考に計測できる。
【００８２】
上述の第１電極５を形成させる方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が挙げられる。
【００８３】
（陽極と発光層との間に設けられる層）
本実施形態において、陽極（第１電極５）と発光層１０との間に必要に応じて設けられる層９としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。
【００８４】
上記正孔注入層は、陽極（第１電極）５からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。
上記正孔輸送層とは、陽極、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層らの正孔注入を改善する機能を有する層である。
電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層、及び／又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【００８５】
（正孔注入層）
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。正孔注入層を構成する材料としては、公知の材料を適宜用いることができ、特に制限はない。例えば、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
【００８６】
正孔注入層の成膜方法としては、例えば、正孔注入層となる材料（正孔注入材料）を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば、特に制限はなく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。
【００８７】
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
【００８８】
また、正孔注入層の厚みとしては、５〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが５ｎｍ未満では、製造が困難になる傾向があり、他方、３００ｎｍを超えると、駆動電圧、および正孔注入層に印加される電圧が大きくなる傾向となる。
【００８９】
（正孔輸送層）
正孔輸送層を構成する材料としては、特に制限はないが、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体などが例示される。
【００９０】
これらの中でも、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００９１】
上記芳香族アミン化合物としては、第３級アミンが好ましく、具体的には下記一般式(１)で表される繰り返し単位を含む化合物があげられる。
【００９２】
【化１】
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基を表し、Ａｒ５、Ａｒ６及びＡｒ７は置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよい１価の複素環基を表し、ｎ及びｍはそれぞれ独立に、０又は１を表し、０≦ｎ＋ｍ≦２である。
【００９３】
式（１）中、芳香環上の水素原子はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、１価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基及びカルボキシル基などから選ばれる置換基で置換されていてもよい。
【００９４】
また、置換基は、ビニル基、アセチレン基、ブテニル基、アクリル基、アクリレート基、アクリルアミド基、メタクリル基、メタクリレート基、メタクリルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、小員環（たとえばシクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基等）を有する基、ラクトン基、ラクタム基、又はシロキサン誘導体の構造を含有する基等の架橋基であってもよい。また、上記の基の他に、エステル結合やアミド結合を形成可能な基の組み合わせ（例えばエステル基とアミノ基、エステル基とヒドロキシル基など）なども架橋基として利用できる。
【００９５】
なお、正孔輸送層を構成する芳香族アミン化合物としては、上記一般式（１）で表される繰り返し単位において、Ａｒ２とＡｒ３が直接または、−Ｏ−、−Ｓ−等の２価の基を介して結合した構造の繰り返し単位を含む化合物でもよい。
【００９６】
アリーレン基としては、フェニレン基等があげられ、２価の複素環基としては、ピリジンジイル基、等があげられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等があげられ、１価の複素環基としては、ピリジル基等があげられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
【００９７】
芳香族第３級アミン化合物の構造を含む繰返し単位を含む重合体は、さらに他の繰り返し単位を有していてもよい。他の繰り返し単位としては、フェニレン基、フルオレンジイル基等のアリーレン基があげられる。
なお、この重合体の中では、架橋基を含んでいるものがより好ましい。
【００９８】
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
【００９９】
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば、特に制限はなく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒などを挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。
【０１００】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【０１０１】
正孔輸送層の厚みは、特に制限されないが、目的とする設計に応じて適宜変更することができ、１〜１０００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが前記下限値未満となると、製造が困難になる、または正孔輸送の効果が十分に得られないなどの傾向があり、他方、前記上限値を超えると、駆動電圧および正孔輸送層に印加される電圧が大きくなる傾向がある。したがって正孔輸送層の厚みは、上述のように、好ましくは、１〜１０００ｎｍであるが、より好ましくは、２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは、５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【０１０２】
（発光層）
発光層１０は、通常、主として蛍光または燐光を発光する有機物を有する。発光層１０は、有機物として低分子化合物及び／又は高分子化合物を含んでいる。また、さらにドーパント材料を含んでいてもよい。この実施形態において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。なお、陽極５と陰極７との間には、一層の発光層に限らず、複数の発光層が配置されてもよい。
【０１０３】
（色素系材料）
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
【０１０４】
（金属錯体系材料）
金属錯体系材料としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Al、Zn、BeなどまたはTb、Eu、Dyなどの希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。
【０１０５】
（高分子系材料）
高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
【０１０６】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１０７】
（ドーパント材料）
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２０〜２０００Åである。
【０１０８】
（発光層の成膜方法）
有機物を含む発光層の成膜方法としては、発光材料を含む溶液を発光層形成領域の面上に塗布する方法、発光層形成領域の面上に真空蒸着法を用いて堆積させる方法、所定の基体の上に発光材料を含む溶液を塗布し、この塗膜を成膜化し、得られた膜を発光層領域に転写する方法などを用いることができる。溶液からの成膜に用いる溶媒の具体例としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する際に正孔輸送材料を溶解させる溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
【０１０９】
発光材料を含む溶液を発光層形成領域の面上、もしくは転写用の膜を形成するための基体の上に塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーによる転写や熱転写により、所望のところのみに発光層を形成する方法も用いることができる。
【０１１０】
（陰極と発光層との間に設けられる層）
記発光層１０と第２電極（陰極）７との間に、必要に応じて、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等の層１１が積層される。
【０１１１】
陰極７と発光層１０との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に接する層を電子注入層といい、この電子注入層を除く層を電子輸送層という。
電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。
電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。
正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお電子注入層、及び／又は電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【０１１２】
（電子注入層）
電子注入層は、先に述べたように、電子輸送層と第２電極７との間、または発光層１０と第２電極７との間に設けられる。電子注入層としては、発光層１０の種類に応じて、アルカリ金属やアルカリ土類金属、あるいは前記金属を一種類以上含む合金、あるいは前記金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物、あるいは前記物質の混合物などが挙げられる。
【０１１３】
前記アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。
【０１１４】
前記アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。
【０１１５】
さらに、金属、金属酸化物、金属塩をドーピングした有機金属化合物、および有機金属錯体化合物、またはこれらの混合物も、電子注入層の材料として用いることができる。
【０１１６】
この電子注入層は、２層以上を積層した積層構造を有していても良い。具体的には、Ｌｉ／Ｃａなどが挙げられる。この電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。
この電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【０１１７】
（電子輸送層）
電子輸送層を形成する材料としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が例示される。
【０１１８】
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【０１１９】
なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層と言う場合があり、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う場合がある。
【０１２０】
（第２電極）
第２電極７は、先に詳述した通りである。
【０１２１】
本実施の形態の有機ＥＬ素子において、陽極５から陰極７までの層構成の組み合わせ例を以下に示す。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｅ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｉ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｍ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｎ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）
【０１２２】
また、本実施の形態の有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、以下のｑ）に示す層構成を挙げることができる。
ｑ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／電荷発生層／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
また、３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、（電荷発生層／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層）を一つの繰り返し単位として、以下のｒ）に示す前記繰り返し単位を２つ以上含む層構成を挙げることができる。
ｒ） 陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／（該繰り返し単位）／（該繰り返し単位）／・・・／陰極
上記層構成ｐ）およびｑ）において、陽極、電極、陰極、発光層以外の各層は必要に応じて削除することができる。
ここで、電荷発生層とは電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、ＩＴＯ、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
有機ＥＬ素子においては、通常基板側に陽極が配置されるが、基板側に陰極を配置するようにしてもよい。
【０１２３】
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入性の改善のために、電極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよい。また界面での密着性向上や混合の防止などのために、前述した各層間に薄いバッファー層を挿入してもよい。
【０１２４】
（保護層）
上述のように第２電極（陰極）７が形成された後、基本構造として第１電極（陽極）５−発光部６−第２電極（陰極）７−補助電極４を有してなる発光機能部を保護するために、該発光機能部を封止する保護層（上部封止膜）８が形成される。この保護層８は、通常、少なくとも一つの無機層と少なくとも一つの有機層を有する。積層数は、必要に応じて決定され、基本的には、無機層と有機層は交互に積層される。
【０１２５】
なお、ガラス基板に比べると、プラスチック基板は酸素および水などのガスの透過性が高い。発光層１０などの発光物質は酸化されやすく、酸素および水などと接触することにより劣化しやすいので、前記基板１としてプラスチック基板が用いられる場合には、ガスバリア性を高めるための処理を基板に予め施すことが好ましい。例えばプラスチック基板上にガスなどに対するバリア性の高い下部封止膜を積層し、その後、この下部封止膜の上に上記発光機能部を積層することが好ましい。この下部封止膜は、通常、上記保護層（上部封止膜）と同様の構成、同様の材料にて形成される。
【０１２６】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置では、第２電極７に補助電極４が電気的に接続されている。この第２電極７に対抗する第１電極はアクティブマトリックス駆動方式を実現するための回路に電気的に接続される。例えば前述したようにアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたＴＦＴ基板上に複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することによって、アクティブマトリックス駆動方式のディスプレイ装置を実現することができる。
【０１２７】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置は、さらに必要に応じて、カラーフィルター又は蛍光変換フィルター等のフィルター、画素の駆動に必要な回路及び配線等の、ディスプレイ装置を構成するための任意の構成要素を有することができる。
【０１２８】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置においては、第１電極５が反射電極、第２電極７が透過電極となり、基板１とは反対側の面から出光するトップエミッション型の装置とすることができる。かかる構成を採用することにより、第１電極５を駆動電極とし、駆動回路の設計の自由度を確保しながら開口率を高くすることができ、その結果、表示品質、駆動性能、輝度半減寿命などの優れた表示装置とすることができる。ただし、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置は、必ずしもこれには限られず、例えば両面を透明又は半透明の電極とし、両面に発光する装置とすることもできる。また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置としては、照明装置、面状光源なども可能である。
【実施例】
【０１２９】
以下、作製例及び参考例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の例示に限定されるものではない。
【０１３０】
以下に示す作製例１〜５では、透明な第２電極を３つの層から構成した場合の効果を確認するために、透明な第２電極の発光層の反対側の表面に補助電極を配置せずに、透明な第２電極を特定の３層から構成した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
【０１３１】
（作製例１）
（Ａ：第１電極（陽極）の形成）
ガラス基板上に、真空蒸着法にて、第１電極（陽極）である厚さ１００ｎｍの銀層を成膜した。本銀層は反射率９０％の光反射陽極である。さらに、真空を保ったまま、光反射陽極上に、正孔注入層として、厚さ１０ｎｍのＭｏＯ３層をさらに成膜した。
【０１３２】
（Ｂ：正孔輸送層の形成）
正孔輸送性高分子材料及びキシレンを混合し、正孔輸送性高分子材料の０．７重量％キシレン溶液（正孔輸送層形成用組成物）を得た。
【０１３３】
上記（Ａ）で得た、陽極及び正孔注入層を有する基板を真空装置より取り出し、正孔注入層の上に、正孔輸送層形成用組成物をスピンコート法により塗布し、膜厚２０nmの塗膜を得た。
この塗膜を設けた基板を１９０℃で２０分間加熱し、塗膜を不溶化させた後、室温まで自然冷却させ、正孔輸送層を得た。
【０１３４】
（Ｃ：発光層の形成）
発光高分子材料及びキシレンを混合し、発光高分子材料の１．４重量％キシレン溶液（発光層形成用組成物）を得た。
【０１３５】
上記（Ｂ）で得た、陽極、正孔注入層、及び正孔輸送層を有する基板の正孔輸送層の上に、発光層形成用組成物をスピンコート法により塗布し、膜厚８０ｎｍの塗膜を得た。
この塗膜を設けた基板を１３０℃で２０分間加熱し、溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却させ、発光層を得た。
【０１３６】
（Ｄ：第２電極（陰極）の形成）
上記（Ｃ）で得た、陽極、正孔注入層、正孔輸送層及び発光層を有する基板の発光層の上に、真空蒸着法によって、第２電極（陰極）の第１層である５ｎｍのＢａ層、第２層である５ｎｍのＣａ層、第３層である１５ｎｍのＳｎ−Ａｇ合金（モル比はＳｎ：Ａｇ＝９６：４）層を、連続的に成膜し、第１層〜第３層からなる陰極を形成した。
【０１３７】
（Ｅ：封止）
上記（Ｄ）で得た、発光機能部が積層された基板を真空蒸着装置より取り出し、窒素雰囲気下、封止ガラス及び２液混合エポキシ樹脂にて前記基板上の発光機能部を封止し、有機エレクトロルミネッセンス素子１を得た。
【０１３８】
（Ｆ：評価）
上記（Ｅ）で得られた素子に、０Ｖ〜１２Ｖまでの電圧を印加し、最大発光効率を測定した。さらに、初期輝度６０００ｃｄ／ｍ２となる電流で通電し、一定電流を通電の下、輝度半減寿命を測定した。結果を（表１）に示す。
【０１３９】
（作製例２）
第２電極（陰極）の第３層として１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子２を得て評価した。結果を（表１）に示す。
【０１４０】
（作製例３）
第２電極（陰極）の第２層として１ｎｍのＡｌ層、第３層として１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子３を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子３を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１４１】
（作製例４）
第２電極（陰極）の第３層として１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例３と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子４を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子４を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
以上の作製例１〜４の第３層を、上記の材料で上記の膜厚にそれぞれ形成した場合、各作製例の第３層の可視光透過率は、それぞれ４０％以上となる。
【０１４２】
（参考例１）
第２電極（陰極）のＣａ層を成膜せず、第１層上に直接１５ｎｍのＳｎ−Ａｇ合金層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子５を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子５を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１４３】
（参考例２）
第２電極（陰極）のＣａ層を成膜せず、第１層上に直接１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子６を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子６を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
作製例１と参考例１とを参照すれば明らかな通り、Ｂａの第１層、Ｃａの第２層、及びＳｎ−Ａｇ合金の第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＢａの層及びＳｎ−Ａｇ合金の層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が顕著に優れていた。また、輝度半減寿命も顕著に優れていた。
また、作製例２、作製例３及び参考例２を参照すれば明らかな通り、Ｂａの第１層、Ｃａ又はＡｌの第２層、及びＣｕの第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＢａの層及びＣｕの層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が優れていた。また、輝度半減寿命も優れていた。
さらに、作製例４に示される通り、Ｂａの第１層及びＡｌの第２層に加えて第３層としてＡｇのみからなる層を用いた場合に、発光効率及び輝度半減寿命のいずれもが最も優れていた。
【０１４６】
（作製例５）
第２電極（陰極）の第１層として３．５ｎｍのＬｉＦ層、第２層として４ｎｍのＣａ層、第３層として１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子７を得て評価した。結果を（表２）に示す。
【０１４７】
（参考例３）
第２電極（陰極）の第１層として３．５ｎｍのＬｉＦ層を成膜し、Ｃａ層を成膜せず第１層上に直接１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子８を得て評価した。結果を（表２）に示す。
【０１４８】
【表２】
【０１４９】
作製例５と参考例３とを参照すれば明らかな通り、ＬｉＦの第１層、Ｃａの第２層、及びＡｇの第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＬｉＦの層及びＡｇの層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が顕著に優れていた。また、輝度半減寿命も顕著に優れていた。
【０１５０】
以下に示す作製例６では、透明な第１電極に補助電極を形成した場合の効果を確認するために、発光層は一層構造とし、透明陽極の基板側の表面に補助電極を配置した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
なお、合成例１、２において用いた下記構造式（Ａ）〜（Ｃ）で表される化合物Ａ〜Ｃは、国際公開２０００／０４６３２１号パンフレットに記載された方法に従って合成した。
【０１５１】
【化２】
【０１５２】
【化３】
【０１５３】
【化４】
【０１５４】
（合成例１）
下記一般式（２）で表される高分子化合物１を以下の方法により合成した。
【０１５５】
【化５】
【０１５６】
先ず、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド（アルドリッチ社製、商品名：Ａｌｉｑｕａｔ３３６）０．９１ｇと、上記化合物Ａ５．２３ｇと、上記化合物Ｃ４．５５ｇとを反応容器（２００ｍＬセパラブルフラスコ）に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。その後、トルエン７０ｍＬを加え、酢酸パラジウム２．０ｍｇ、トリス（ｏ−トリル）ホスフィン１５．１ｍｇを加えた後に、還流させて混合溶液を得た。
【０１５７】
得られた混合溶液に、炭酸ナトリウム水溶液１９ｍＬを滴下後、還流下で終夜攪拌した後、フェニルホウ酸０．１２ｇを加えて７時間攪拌した。その後、３００ｍｌのトルエンを加え、反応液を分液し、有機相を酢酸水溶液及び水で洗浄した後、ナトリウムＮ，Ｎ−ジエチルジチオカルバメート水溶液を加えて４時間攪拌した。
【０１５８】
次いで、攪拌後の混合溶液を分液した後、シリカゲル−アルミナカラムに通し、トルエンで洗浄した後に、メタノールに滴下してポリマーを沈殿させ、その後、得られたポリマーを濾過、減圧乾燥した後にトルエンに溶解させた。得られたトルエン溶液を再度メタノールに滴下して沈殿物を生じさせ、この沈殿物を濾過、減圧乾燥して高分子化合物１を６．３３ｇ得た。得られた高分子化合物１のポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗは３．２×１０５であり、ポリスチレン換算の数平均分子量Ｍｎは８．８×１０４であった。
【０１５９】
（合成例２）
下記一般式（３）で表される高分子化合物２を以下の方法により合成した。
【０１６０】
【化６】
【０１６１】
先ず、化合物Ｂ２２．５ｇと２，２’−ビピリジル１７．６ｇとを反応容器に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。その後、あらかじめアルゴンガスでバブリングして脱気したテトラヒドロフラン（脱水溶媒）１５００ｇを加え、混合溶液を得た。得られた混合溶液に、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（０）３１ｇを加え、室温で１０分間攪拌した後、６０℃で３時間反応した。なお、反応は、窒素ガス雰囲気中で行った。
【０１６２】
次に、得られた反応溶液を冷却した後、この溶液に、２５質量％アンモニア水２００ｍＬ／メタノール９００ｍＬ／イオン交換水９００ｍＬ混合溶液をそそぎ込み、約１時間攪拌した。その後、生成した沈殿物を濾過して回収し、この沈殿物を減圧乾燥した後、トルエンに溶解させた。そして、得られたトルエン溶液を濾過して不溶物を除去した後、このトルエン溶液を、アルミナを充填したカラムに通過させることにより精製した。
【０１６３】
次に、精製後のトルエン溶液を、１規定塩酸水溶液で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。そして、このトルエン溶液を、約３質量％アンモニア水で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。その後、このトルエン溶液をイオン交換水で洗浄し、静置、分液した後、洗浄後のトルエン溶液を回収した。
【０１６４】
次いで、洗浄後のトルエン溶液をメタノール中にそそぎ込み、沈殿物を生じさせ、この沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥して高分子化合物２を得た。得られた高分子化合物２のポリスチレン換算の重量平均分子量は８．２×１０５であり、ポリスチレン換算の数平均分子量は１．０×１０５であった。
【０１６５】
（作製例６）
この作製例６では、透明な第１電極に補助電極を形成した場合の効果を確認するために、透明陽極の基板側の表面に補助電極を配置した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
【０１６６】
支持基板としてガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ）を用いた。支持基板の温度を１２０℃にして、Ｃｒターゲット及びスパッタリングガスとしてＡｒを用いたＤＣスパッタリング法により、膜厚１０００ｎｍのＣｒを前記支持基板に堆積させた。このときの製膜圧力は０．５Ｐａ、スパッタリングパワーは２．０ｋＷであった。Ｃｒ膜の上にフォトレジストを塗布し、さらに１１０℃で９０秒間ベークした。次に、線幅２０ｍｍのラインから構成される正方形の枠状の開口部と前記開口部の枠内に、縦×横のピッチがそれぞれ３００μｍ×１００μｍ、縦×横の線幅がそれぞれ７０μｍ×３０μｍからなる格子型の開口部とを有するフォトマスクを通して、２００ｍＪのエネルギーで露光し、０．５質量％の水酸化カリウム水溶液によって現像後、１３０℃で１１０秒間ポストベークした。次いで、Ｃｒ用エッチング液に、４０℃、１２０秒間浸漬し、Ｃｒのパターニングを行い、次に２質量％水酸化カリウム水溶液に浸漬することで、レジスト残渣を剥離し、Ｃｒからなる補助電極（第１補助電極及び第２補助電極）を形成した。
【０１６７】
次に、補助電極が形成された基板上に第１電極を形成した。具体的には、基板温度を１２０℃にし、第１電極材料としてＩＴＯ焼成ターゲット、スパッタリングガスとしてＡｒを用いて、ＤＣスパッタリング法により、膜厚３０００ｎｍのＩＴＯを堆積させた。このときの製膜圧力は０．２５Ｐａ、スパッタリングパワーは０．２５ｋＷであった。その後、２００℃のオーブンで４０分間アニール処理を行った。その後、第１電極が形成された基板を６０℃の弱アルカリ性洗剤、冷水、５０℃の温水をもちいて超音波洗浄し、５０℃の温水から引き上げて乾燥した後、２０分間ＵＶ／Ｏ３洗浄を行った。
【０１６８】
次に、０．４５μｍ径のフィルター及び０．２μｍ径のフィルターをそれぞれ用いて、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ン酸（スタルクヴィテック社製、商品名：ＢａｙｔｒｏｎＰ ＣＨ８０００）の懸濁液を２段階濾過し、２段階目に濾過した溶液を用いて、前記洗浄後の基板にスピンコート法により８０ｎｍの厚みで薄膜を形成し、大気雰囲気下においてホットプレート上で、２００℃で１５分間熱処理し、正孔注入層を形成した。
【０１６９】
次いで、合成例１、２で得られた高分子化合物１及び高分子化合物２を重量比で１：１の比で計り取り、トルエンに溶解させ、１質量％の高分子溶液を作製した。上記正孔注入層が形成された基板上に、作製した高分子溶液をスピンコート法により８０ｎｍの膜厚で製膜した後、窒素雰囲気下のホットプレート上で１３０℃、６０分間熱処理し、発光層を形成した。
【０１７０】
その後、前記発光層が形成された基板を真空蒸着機に導入し、陰極としてＬｉＦ、Ｃａ、Ａｌを順次それぞれ、２ｎｍ、５ｎｍ、２００ｎｍの厚みで蒸着し、第２電極を形成した。なお、この蒸着工程においては、真空度が１×１０−４Ｐａ以下に到達した後に金属の蒸着を開始した。
【０１７１】
最後に、不活性ガス中で、第２電極が形成された基板における第２電極の表面をガラス板で覆い、さらに４辺を光硬化樹脂で覆った後に、光硬化樹脂を硬化させることで保護層を形成して、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
【０１７２】
（参考例４）
上記作製例６において、補助電極を形成する際のフォトマスクとして、線幅２０ｍｍのラインから構成される正方形の枠状の開口部のみを有するフォトマスクを用いた以外は、作製例６と同様にして、作製例６の有機エレクトロルミネッセンス素子に対する比較用の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【０１７３】
（参考例５）
上記作製例６において、補助電極を形成する際のフォトマスクとして、縦×横のピッチがそれぞれ３００μｍ×１００μｍ、縦×横の線幅がそれぞれ７０μｍ×３０μｍからなる格子型の開口部とを有するフォトマスクを用いた以外は、作製例６と同様にして、作製例６の有機エレクトロルミネッセンス素子に対する比較用の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【０１７４】
（補助電極形成効果の評価）
作製例６及び参考例４，５で得られた有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性を評価した。具体的には、素子全体に８Ｖの電圧を印加した際の発光輝度を測定し、さらに発光面の様子を目視にて観察した。得られた結果を下記（表３）に示す。
【０１７５】
【表３】
（表３）に示した結果から明らかなように、補助電極が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本発明の一実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図である。
【図２】有機エレクトロルミネッセンス素子における第１補助電極及び第２補助電極の位置関係の一例を概略的に示す平面図である。
【図３】有機エレクトロルミネッセンス素子における第１補助電極及び第２補助電極の位置関係の一例を概略的に示す平面図である。
【図４】有機エレクトロルミネッセンス素子における第１補助電極及び第２補助電極の位置関係の一例を概略的に示す平面図である。
【図５】有機エレクトロルミネッセンス素子における第１補助電極及び第２補助電極の位置関係の他の一例を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【０１７７】
１ 支持基板
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 第１補助電極
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 第２補助電極
４ 補助電極
５ 第１電極（陽極）
６ 発光部
７ 透明な第２電極（陰極）
７ａ 第２電極の第１層
７ｂ 第２電極の第２層
７ｃ 第２電極の第３層
８ 保護膜（上部封止膜）
９ 陽極と発光層との間に設けられる層
１０ 発光層
１１ 陰極と発光層との間に設けられる層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極と、有機発光層とを含んで構成される。有機エレクトロルミネッセンス素子は、電圧を印加すると、各電極から正孔および電子がそれぞれ注入され、注入された正孔と電子が有機発光層において再結合することによって発光する。無機ＥＬ素子に比べると、有機エレクトロルミネッセンス素子は低電圧での駆動が可能であり、輝度が高い。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置や照明装置に用いることが検討されている。
【０００３】
例えばアクティブマトリックス駆動方式の表示装置では、駆動回路が形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板上に複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が設けられる。基板側から光を取出すいわゆるボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子では、基板上に設けられた駆動回路などによって光が遮られるので、開口率が低くなるのが通常である。そこで光を遮る駆動回路などとは関係なく、開口率を高くするために、基板とは反対側から光を取出すいわゆるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子が検討されている。
【０００４】
トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板とは反対側に設けられる電極が透明電極によって構成される。例えば透明電極を、第１〜第３層の３層からなる陰極とした有機エレクトロルミネッセンス素子がある（例えば、特許文献１）。この有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１層および第３層が酸化物薄膜層によって構成され、第２層がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＰｄおよびＰｔから選択される金属の薄膜からなる層によって構成されている。しかしながら、特許文献１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光効率が必ずしも十分ではないという問題がある。
【０００５】
また透明電極は、金属膜などから成る不透明な電極に比べると電気抵抗が高い。有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置や照明装置においては、発光面積が大きくなるにつれて大面積の透明電極が必要となる。大面積の透明電極を用いる場合、高い配線抵抗による電圧降下が大きくなるので、電圧降下に起因する発光輝度のムラが無視できない程度に大きくなるという問題がある。
【０００６】
透明電極の電圧降下に起因する問題を解決するために、透明電極よりも低抵抗な補助電極を透明電極に電気的に接続した有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状発光装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。この面状発光装置では、電源に接続される接続端子から近い部分では前記補助電極を太くし、遠い部分では前記補助電極を細くしている。接続端子から近い部分では、太い補助電極のために電流値が高く発光強度が強い一方で、開口率が小さくなり、また、接続端子から遠い部分では、細い補助電極のために電流値が小さく発光強度が弱い一方で、開口率が大きくなるので、全体としての発光輝度のムラを抑制した面状発光装置を実現している。
【０００７】
透明電極の電圧降下に起因する問題を解決するために、透明電極よりも低抵抗な補助電極を透明電極に電気的に接続した有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状発光装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。この面状発光装置では、電源に接続される接続端子から近い部分では前記補助電極を太くし、遠い部分では前記補助電極を細くしている。接続端子から近い部分では、太い補助電極のために電流値が高く発光強度が強い一方で、開口率が小さくなり、また、接続端子から遠い部分では、細い補助電極のために電流値が小さく発光強度が弱い一方で、開口率が大きくなるので、全体としての発光輝度のムラを抑制した面状発光装置を実現している。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載されているような有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた場合でも、接続端子から遠い部分では電流値が小さくなるために、発光輝度のムラを十分に抑制することができなかった。また、開口率を調整することによって発光輝度のムラを抑制するので、光の利用効率が低下するという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−７９４２２号公報
【特許文献２】特開２００４−１４１２８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、上記従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能な、発光効率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる第１の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、前記第２電極と比較して電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記構成において、前記第１層が金属酸化物および金属フッ化物のうちの少なくともいずれか一方を含み、前記第２層に含まれる材料が、前記第１層に含まれる材料に対する還元剤であってもよい。
【００１３】
上記構成において、前記第１層が金属を含み、前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる金属の酸化物に対する還元剤であってもよい。
【００１４】
また、本発明にかかる第２の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、前記第２電極と比較して電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有することを特徴とする。
【００１５】
上記構成において、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００１６】
上記構成において、前記第２層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含んでもよい。
【００１７】
上記第１及び第２の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第１層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００１８】
上記構成において、前記第１層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００１９】
上記構成において、前記第１層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００２０】
上記構成において、前記第１層がルビジウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００２１】
上記いずれかの構成において、前記第３層が、金、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、インジウム、及びこれらの合金からなる群より選択される材料からなり、該第３層の膜厚が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
上記いずれかの構成において、前記第１電極の可視光に対する反射率が８０％以上であることが好ましい。
【００２３】
上記いずれかの構成において、前記第２補助電極の線幅を前記第１補助電極の線幅で除した値が、１／１０００〜１／１０であることが好ましい。
【００２４】
本発明の照明装置は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。また、本発明の面状光源は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。さらに、本発明の表示装置は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であるか、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上である。かかる特徴構成により、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、開口率を高くすることにより発光効率が高くすることができ、しかも容易にトップエミッション型の素子及び装置とすることができ、良好な画像を得ることができ、輝度半減寿命も長くなる。
【００２６】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、透明電極と比較して電気抵抗値の低い材料から構成された補助電極が前記透明電極に接して設けられているので、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が広い場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能となる。
【００２７】
すなわち、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、より具体的には、透明電極からなる第２電極の表面上に、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、前記第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、が配置されている。第２電極に加えて、このような、透明電極（第１電極）より電気抵抗が低い補助電極を設けることによって、前記第２電極の抵抗による電圧降下を低減できる。
【００２８】
本発明においては、前記第１補助電極は、線幅が広く十分な電流を流すことができるため、接続端子から遠い部分であっても配線抵抗による電圧降下の影響をほとんど受けない。
また、前記第２補助電極は、線幅が狭いために有機層から発せられた光を遮る量が少なく、光の利用効率に与える影響は少ない。なお、前記第２補助電極は、線幅が狭いために配線抵抗による電圧降下の影響を受け易くなるが、本発明においては、この第２補助電極が前記第１補助電極の枠内に配置され、かつ配線抵抗による電圧降下の影響をほとんど受けない第１補助電極に電気的に接続されているという電気的接続構造を有しているために、接続端子から遠い部分の補助電極においても配線抵抗による電圧降下が緩和される。
【００２９】
したがって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が広い場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能となる。
【００３０】
以上のように、本発明によれば、開口率を高くすることにより発光効率を高くすることができ、しかも容易にトップエミッション型の素子及び装置とすることができ、開口率が高く良好な画像を得ることができ、輝度半減寿命も長くなる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。そして、本発明によれば、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することが可能となる。
したがって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明装置、バックライトとしての面状光源、フラットパネルディスプレイ等の表示装置として好ましく使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお、以下の説明において示す図面における各部材の縮尺は実際と異なる場合がある。
【００３２】
本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、前記第２電極よりも電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、かつ、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有することを、特徴としている。
【００３３】
また、本発明にかかる他の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、前記第２電極よりも電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、前記補助電極が、枠状の第１補助電極と、該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有することを特徴としている。
【００３４】
かかる基本的構成を有する本発明の一実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を、図１に示す。なお、以下の説明において、支持基板１の厚み方向の一方を上方（または上）といい、支持基板１の厚み方向の他方を下方（または下）という場合がある。この上下関係の表記は、説明の便宜上、設定したもので、必ずしも実際に有機エレクトロルミネッセンス素子が製造される工程および使用される状況に適用されるものではない。
【００３５】
支持基板１上に陽極（第１電極）５が配置されている。この陽極（第１電極）５の上に発光部６が配置され、その上に透明な陰極（第２電極）７が配置されている。この透明な第２電極７は、３層の積層体から構成されている。３層の積層体は、発光部６側から順に積層された第１層７ａ、第２層７ｂ、第３層７ｃの３層からなる。
通常、支持基板１上に配置された陽極５、発光部６，陰極７からなる発光機能部を保護するために保護層（上部封止膜と呼称する場合もある）８が設けられる。そして、前記透明な第２電極７の保護層８側の表面に第１補助電極２と第２補助電極３とを有する補助電極４が形成されている。上記発光部６は、発光層１０と、陽極（第１電極）５と発光層１０との間に必要に応じて設けられる層９と、発光層１０と陰極（第２電極）７との間に必要に応じて設けられる層１１とから構成されている。
なお、本実施形態では、第１電極５が陽極であり、透明な第２電極７が陰極であるが、発光機能部の積層順を逆順にして、第１電極が陰極であり、第２電極が陽極である有機ＥＬ素子を構成してもよい。
【００３６】
以下に、まず、本発明の特徴構成である第２電極７の３層構造について説明し、その次に透明な第２電極７に接して設ける補助電極について説明する。その後、その他の構成要素について説明する。
【００３７】
（第２電極）
本実施形態において、第２電極７は、３層の積層体から構成されている。３層の積層体は、発光部６側から順に積層された第１層７ａ、第２層７ｂ、第３層７ｃの３層からなる。
【００３８】
本実施形態において、第２電極７の第１層７ａは金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、かつ第２層７ｂはカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む。この実施形態において、前記第１層７ａが金属酸化物および／または金属フッ化物を含み、前記第２層７ｂに含まれる材料が、前記第１層７ａに含まれる材料に対する還元剤であるか、又は前記第１層７ａが金属を含み、前記第２層７ｂに含まれる材料が、前記第１層７ａに含まれる金属の酸化物に対する還元剤であることが好ましい。
【００３９】
本発明のさらに他の実施形態において、第２電極７の第２層７ｂの材料は、第１層７ａの材料に対して還元作用を有する。この実施形態において、第１層７ａは金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含むことが好ましく、また、第２層７ｂは、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含むことが好ましい。
【００４０】
前記の実施形態において、第１層７ａが金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む場合、第１層７ａは、これらの材料から実質的になる層とすることができる。金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物の中では金属が好ましい。第１層７ａに含まれる金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物を構成する金属としては、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を挙げることができる。より具体的には、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等を挙げることができ、バリウム、ナトリウム、ルビジウムであることが特に好ましい。第２層７ｂを構成する材料がカルシウム又はマグネシウムを含む場合、第１層７ａを構成する金属は、これ以外の金属であることが好ましい。
【００４１】
第２層７ｂがカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む場合、第２層７ｂは、これらの金属、これらの金属の酸化物、これらの金属のフッ化物、又はこれらの混合物のいずれかのみから実質的になる層とすることができる。特に、これらの金属のみから実質的になることが好ましい。
【００４２】
部材Ａ（例えば金属）「のみから実質的になる」とは、蒸着等の製造工程、及び使用に際しての酸化等の過程において混入した部材Ａとは異なる他の元素が含まれてもよいことを意味し、具体的には、部材Ａの含有割合が９０モル％以上である場合とすることができる。
【００４３】
第２層７ｂに含まれる材料が第１層７ａに含まれる材料に対する還元剤である場合、第２層７ｂに含まれる材料が第１層７ａに含まれる金属の酸化物に対する還元剤である場合、及び第２層７ｂに含まれる材料が第１層７ａに含まれる材料に対して還元作用を有する場合において、材料間の還元能の有無・程度は、例えば、化合物間の結合解離エネルギー（ΔｒＨ°）から決定することができる。即ち、第２層７ｂを構成する材料による、第１層７ａを構成する材料に対する還元反応において、結合解離エネルギーが正であるような組み合わせである場合、第２層７ｂの材料が第１層７ａの材料に対して還元能を有するといえる。
【００４４】
結合解離エネルギーは、例えば、電気化学便覧第５版（丸善、２０００）、熱力学データベースＭＡＬＴ（科学技術社、１９９２）などで参照できる。例を挙げると、ＬｉＦとＡｌの組み合わせでは、
３ＬｉＦ＋Ａｌ→３Ｌｉ＋ＡｌＦ３、ΔｒＨ°＝−３６．２８
となり、吸熱反応であることからＡｌはＬｉＦに対する還元能を有しない。また、ＬｉＦとＣａの組み合わせでは、
２ＬｉＦ＋Ｃａ→２Ｌｉ＋ＣａＦ２、ΔｒＨ°＝＋３８．５８
となり、放熱反応であることからＣａはＬｉＦに対する還元能を有する。
【００４５】
第２層７ｂの材料が第１層７ａの材料に対して還元能を有する場合の第１層７ａ及び第２層７ｂの材料の組み合わせの例を以下に列挙する。以下の式においては、左辺の左側の材料が第１層７ａの材料、左辺の右側の材料が第２層７ｂの材料であり、左辺の右側の材料が左辺の左側の材料に対する還元剤となる。
（１）２ＢａＯ＋Ａｌ→２Ｂａ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ°＝＋１９７．６
（２）ＢａＯ＋Ｃａ→Ｂａ＋ＣａＯ，ΔｒＨ°＝＋１７２．４
（３）ＢａＯ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＯ，ΔｒＨ°＝＋２１７．２
（４）ＢａＦ＋Ｃａ→Ｂａ＋ＣａＦ，ΔｒＨ°＝＋５５．２
（５）２ＢａＦ＋Ｃａ→２Ｂａ＋ＣａＦ２，ΔｒＨ°＝＋５１.０
（６）ＢａＦ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＦ，ΔｒＨ°＝＋１３５．９
（７）２ＢａＦ＋Ｍｇ→２Ｂａ＋ＭｇＦ２，ΔｒＨ°＝＋１３９．３
（８）２ＬｉＦ＋Ｃａ→２Ｌｉ＋ＣａＦ２，ΔｒＨ°＝＋３８．５
（９）ＣｓＦ＋Ｃａ→Ｃｓ＋ＣａＦ，ΔｒＨ°＝＋１４．７
（１０）ＣｓＦ＋Ａｇ→Ｃｓ＋ＡｇＦ，ΔｒＨ°＝＋１５８．０
（１１）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ａｌ→２Ｃｓ＋ＡｌＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋３０３．０
（１２）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ｃａ→２Ｃｓ＋ＣａＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋４３１．６
（１３）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ａｇ→２Ｃｓ＋ＡｇＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋５９５．４
（１４）２Ｎａ２Ｏ＋Ａｌ→４Ｎａ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ゜＝＋４１．７
（１５）２Ｒｂ２Ｏ＋Ａｌ→４Ｒｂ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ゜＝＋４１．７
（１６）Ｒｂ２Ｏ＋Ｃａ→２Ｒｂ＋ＣａＯ，ΔｒＨ゜＝＋９４．４
【００４６】
本実施形態において、第１層７ａの材料が、酸化物又はフッ化物などで無い金属のみから実質的になる場合は、前記金属の酸化物に対して第２層７ｂの材料が還元作用を有するか、または前記金属のフッ化物に対して第２層７ｂの材料が還元作用を有するか、または前記金属酸化物および金属フッ化物の両方に対して第２層７ｂの材料が還元作用を有する場合、本発明でいう「第２層の材料が第１層の材料に対して還元作用を有する」場合に該当するものとする。第１層７ａの材料が金属のみから実質的になるものとして有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した場合であっても、製造工程等の過程において第１層７ａに混入する微量の酸素、水分等により酸化物、フッ化物等が生じうる。その酸化物、フッ化物等に対して、第２層７ｂの材料が還元作用を有する場合、本発明の効果を得ることができる。したがって、第２層７ｂの材料は、第１層７ａを構成する金属の酸化物およびフッ化物の両方に対して還元作用を有することが好ましい。
この場合、上記に列挙したように、カルシウム、アルミニウム、マグネシウムを第２層７ｂの材料として好適に用いることができる。
【００４７】
本実施形態において、第２電極７を構成する第３層７ｃは、可視光透過率が通常４０％以上であり、好ましくは５０％以上である。このような可視光透過率とすることにより、第２電極７を、透明な電極とすることができる。
第３層７ｃを構成する材料は、金、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、インジウム、及びこれらの合金からなる群より選択されることが好ましい。
【００４８】
第２電極７を構成する第１層７ａ、第２層７ｂ、第３層７ｃの厚さは、特に限定されないが、特に可視光透過率に鑑みて適宜設定され、第１層７ａが０．５〜１０ｎｍ、第２層７ｂが０．５〜１０ｎｍ、第３層７ｃが５〜３０ｎｍであることが好ましい。また、第２電極７の全層を通る光の可視光透過率は、４０％以上であることが、有機エレクトロルミネッセンス素子の光特性を良好なものとする上で好ましい。
【００４９】
第１層７ａ、第２層７ｂ、及び第３層７ｃを形成する方法としては、発光層等へのダメージを避けることが可能であるため、真空蒸着法等の蒸着法が好ましい。真空蒸着法により第２電極を形成する場合、操作の簡便性、及び異物混入による品質低下の防止の観点から、真空蒸着装置のチャンバー内に基板を設置して減圧し、真空を保ったまま第１層７ａ、第２層７ｂ、及び第３層７ｃを連続して形成することが好ましい。
【００５０】
また、第２電極７の光透過率を向上させることを目的として、第２電極７の第３層７ｃの上に、後述の補助電極４を設けた後に、反射防止層を設ける事もできる。反射防止層に用いられる材料としては屈折率（ｎ）が１．８〜３．０程度の物が好ましく、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＷＯ３などが挙げられる。反射防止層の膜厚は材料の組合せによって異なるが、通常１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲である。
例えば、第２電極７として、第１層７ａにＢａを５ｎｍ、第２層７ｂにＡｌを１ｎｍ、第３層７ｃにＡｇを１５ｎｍの構成を用いた場合、第３層７ｃ上に、補助電極４を介させて、反射防止層としてＷＯ３を２１ｎｍ積層すると、発光層１０側からの光透過率が１０％向上する。
【００５１】
（補助電極）
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、上記補助電極４は、前記陽極（第１電極）５の表面上に配置され、前記第１電極に電気的に接続された枠状の第１補助電極２と、前記第１補助電極２の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極２に電気的に接続され、該第１補助電極２よりも線幅が狭い第２補助電極３とを備える。
本実施形態においては、前記第２電極７の表面上に第１補助電極２及び第２補助電極３を上記のような形態で配置することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラを十分に抑制することが可能となる。また例えばアクティブマトリクス型の表示装置において、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子に共通の透明陰極を１枚の第２電極７で構成することができる。各有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が小さい場合でも、補助電極４によって第２電極７の電圧降下の影響を低減することができ、画素間での輝度ムラを抑制することができる。
【００５２】
第１補助電極２及び第２補助電極３とからなる補助電極４の配置形態の一例を図２〜図５に示す。
【００５３】
図２に示す配置形態においては、第２電極７の第３層７ｃ上に形成された補助電極４は、矩形枠状の第１補助電極２ａと、この第１補助電極２ａの枠内に配置されるとともに、第１補助電極２ａに電気的に一体的に形成されている第２補助電極３ａとから構成されている。前記第２補助電極３ａは、前記第１補助電極２ａより線幅が狭く、複数の各第２補助電極３ａは互いに直角に交差した格子状に配置されている。
【００５４】
図３に示す配置形態においては、第２電極７の第３層７ｃ上に形成された補助電極４は、矩形枠状の第１補助電極２ｂと、この第１補助電極２ｂの枠内に配置されるとともに、第１補助電極２ａに電気的に一体的に形成されている第２補助電極３ｂとから構成されている。前記第２補助電極３ｂは前記第１補助電極２ｂより線幅が狭く、複数の各第２補助電極３ｂは互いに平行に配列されている。
【００５５】
図４に示す配置形態においては、第２電極７の第３層７ｃ上に形成された補助電極４は、矩形枠状の第１補助電極２ｃと、この第１補助電極２ｃの枠内に配置されるとともに、第１補助電極２ａに電気的に一体的に形成されている第２補助電極３ｃとから構成されている。前記第２補助電極３ｃは前記第１補助電極２ｃより線幅が狭く、複数の各第２補助電極３ｃはハニカム構造の各六角形の各辺を構成するように配置されている。
【００５６】
図５に示す配置形態においては、第２電極７の第３層７ｃ上に形成された補助電極４は、矩形枠状の第１補助電極２ｄと、この第１補助電極２ｄの枠内に配置されるとともに、第１補助電極２ａに電気的に一体的に形成されている第２補助電極３ｄとから構成されている。前記第２補助電極３ｄは線幅が前記第１の補助電極２ｄより狭い二種類の細線電極から構成されている。すなわち、前記第２補助電極３ｄは、互いに直角に交差した主幹路的な複数の第１の細線電極３ｄ−１と、これら第１の細線電極３ｄ−１に囲まれた領域の内部、もしくは前記第１補助電極２ｄと第１の細線電極３ｄ−１とで囲まれた領域の内部に形成された第２の細線電極３ｄ−２とから構成されている。
【００５７】
この図５の配置形態では、前記第１の細線電極３ｄ−１は格子状に配置され、その格子状の各枠内に複数の第２の細線電極３ｄ−２が格子状に配列されている。前記第２の細線電極３ｄ−２は、通常、好ましくは、前記第１の細線電極３ｄ−１よりもさらに細く形成されている。
このような補助電極の配置形態を取ることにより、発光面積がさらに大きな素子においても、本発明の効果を得ることができる。
【００５８】
ここで、枠状の第１補助電極２の枠形状としては、第１補助電極２の枠内に第２補助電極３が形成され得るものであれば、特に限定されず、例えば、矩形状、円形状等が可能である。また第１補助電極２は、光が透過する主たる領域を囲むように設けられることが好ましい。第１補助電極２の線幅は、電気抵抗および有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積に応じて適宜選択することができ、１〜５０ｍｍの範囲であることが好ましく、３〜２０ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００５９】
第２補助電極３が設けられる前記第１補助電極２の枠内は、発光部６からの光が透過する主たる領域であるので、第２補助電極３の線幅は、光の透過を阻害しないような寸法であることが好ましい。かかる観点から、第２補助電極３を構成する細線電極の線幅（以下、「第２補助電極の線幅」という）は、光の利用効率の観点から、１〜２００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
【００６０】
また、第１の実施形態においては、前記第２補助電極の線幅を前記第１補助電極の線幅で除した値が、１／１０００〜１／１０であることがより好ましい。線幅の比が前記範囲内であれば、光の利用効率を更に向上させるとともに、発光輝度のムラを更に抑制することができる傾向となる。
【００６１】
第１補助電極２及び第２補助電極３の材料としては、透明な第２電極７よりも電気伝導度（電気抵抗値の低い）が高いものが好ましく、通常は１０７Ｓ／ｃｍ以上の電気伝導度を有する導電材料が使用される。かかる導電材料の具体例としては、アルミニウム、銀、クロミニウム、金、銅、タンタル等の金属材料を挙げることができる。これらの中でも、電気伝導度の高さ、および材料のハンドリングの容易さの観点から、アルミニウム、クロミニウム、銅、銀がより好ましい。
【００６２】
第１補助電極２及び第２補助電極３からなる補助電極４が第２電極７の第３層７ｃに接する面積は、第１電極５の抵抗による電圧降下を低減するという目的から、広ければ広い程良い。したがって、第１補助電極２及び第２補助電極３の材料として金属を用いた場合には、素子の発光する面積に対する補助電極４で被われる面積の割合に換算すると、補助電極４が第２電極７の第３層７ｃに接する面積は、少なくとも２０％であることが好ましく、より好ましくは、３０％以上である。
【００６３】
他方、補助電極４は発光部６からの光を透過させる透明な第２電極７に接して設けられるため、光をできるだけ遮断しないように、補助電極４の占有面積はできるだけ少ない方がよい。かかる観点からは、素子の発光する面積に対する補助電極４で被われる面積の割合は、９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましい。
【００６４】
これらを勘案すると、素子の発光する面積に対する補助電極４で被われる面積の割合は、２０％以上であり且つ９０％以下であることが好ましく、３０％以上であり且つ８０％以下であることがより好ましい。
【００６５】
さらに、このような第１補助電極２及び第２補助電極３の厚みは、面抵抗が所望の値となるように適宜選択することができ、例えば１０〜５００ｎｍであり、好ましくは２０〜３００ｎｍであり、より好ましくは５０〜１５０ｎｍである。
【００６６】
さらに、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記第１補助電極２及び前記第２補助電極３が、前記透明な第２電極７の表面のうち、発光部６側の表面（第１層７ａ）上に配置されていてもよいが、前記透明な第２電極７と、前記第１補助電極２及び前記第２補助電極３との電気的な接続をより確実にするという観点から、発光部６と反対側の表面上に配置されていることが好ましい。
【００６７】
第１補助電極２及び第２補助電極３を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等により補助電極の構成材料から成る膜を形成した後に、フォトレジストを用いたエッチング法によりパターン形成する方法が挙げられる。なおエッチングを行うことなく補助電極をパターン形成することもできる。例えば補助電極の形状に対応する開口が形成された１又は複数のマスクを用いて、複数回真空蒸着などを行うことによって、所定のパターンの補助電極を形成することができる。第２電極を構成する材料によっては、第２電極がエッチャントによって損傷を受けるおそれがあるが、マスクを用いて補助電極を形成することによって、エッチャントに対する耐性の低い第２電極などにでも補助電極を形成することができる。
【００６８】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の特徴は、上述のように、透明な第２電極７が３層構造であることと、透明な第２電極に電気的に接続した状態で特定形状の補助電極４が配置されていることにある。これら透明な第２電極７が３層構造であること及び補助電極４の詳細は、上述の通りである。
続いて、これら第２電極７及び補助電極４以外の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素について、以下に詳しく説明する。
【００６９】
（基板）
支持基板１としては、有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程において変化しないもの、すなわち、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、リジッド基板でも、フレキシブル基板でもよく、例えば、ガラス板、プラスチック板、高分子フィルムおよびシリコン板、並びにこれらを積層した積層板などが好適に用いられる。さらに、プラスチック、高分子フィルムなどに低透水化処理を施したものを用いることもできる。前記基板としては、市販のものが使用可能である。また前記基板を公知の方法により製造することもできる。
【００７０】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子がディスプレイ装置の画素を構成する際には、この基板１上に画素駆動用の回路が設けられていてもよいし、この駆動回路上に平坦化膜が設けられていてもよい。平坦化膜が設けられる場合には、平坦化膜の中心線上の平均粗さ（Ｒａ）がＲａ＜１０ｎｍを満たすことが好ましい。
【００７１】
（第１電極）
本実施形態において第１電極５は、通常、基板１上に、直接又は必要に応じて他の層を介して設けられる。第１電極５は、通常、発光層１０からの光を第２電極７側へ反射させる反射電極として設けられる。第１電極５は、アクティブマトリックス駆動方式のための回路に接続されて設けられることが好ましい。例えばアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたＴＦＴ基板上に第１電極を形成すればよい。
【００７２】
第１電極５は、可視光に対する反射率が８０％以上であることが好ましい。このような反射率を有することにより、トップエミッション方式の表示素子における反射電極として有利に用いることができる。
【００７３】
第１電極５は、好ましくは陽極として設けられる。後述の正孔注入層、正孔輸送層などのインターレイヤー、発光層等で用いられる有機半導体材料への正孔供給性の観点からは、かかる第１電極５の発光層１０側表面の仕事関数が４．０ｅＶ以上であることが好ましい。
【００７４】
このような第１電極の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易な材料および／または電気伝導度が高い材料および／または可視光反射率の高い材料が好ましい。かかる陰極材料としては、具体的には、金属、金属酸化物、合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の無機半導体などを挙げることができる。
【００７５】
上記金属としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属や周期表の１３族金属等を用いることができる。これら金属の具体的例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等を挙げることができる。
【００７６】
また、合金としては、上記金属の少なくとも一種を含む合金を挙げることができ、具体的には、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等を挙げることができる。
【００７７】
この第１電極５は、必要に応じて透明とされるが、それらの材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：インジウム亜鉛酸化物）などの導電性酸化物；ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの導電性有機物を挙げることができる。
【００７８】
なお、第１電極５を２層以上の積層構造としてもよい。また、第１電極５の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７９】
また、第１電極５を反射電極かつ陽極として設ける場合には、高光反射性金属からなる光反射層と４．０ｅＶ以上の仕事関数を有する材料からなる高仕事関数材料層を組み合わせた多層構造が好ましい。
【００８０】
このような第１電極の具体的な構成例としては、以下の（１）〜（１５）を例示することができる。
（１）Ａｌ
（２）Ａｇ
（３） Ａｇ−ＭｏＯ３
（４） ＡｇとＰｄとＣｕとの合金−ＩＴＯ
（５） ＡｌとＮｄとの合金−ＩＴＯ
（６） ＭｏとＣｒとの合金−ＩＴＯ
（７） Ｃｒ−Ａｌ−Ｃｒ−ＩＴＯ
（８） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＴＯ
（９） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＴＯ−ＭｏＯ３
（１０） ＡｇとＰｄとＣｕとの合金−ＩＺＯ
（１１） ＡｌとＮｄとの合金−ＩＺＯ
（１２） ＭｏとＣｒとの合金−ＩＺＯ
（１３） Ｃｒ−Ａｌ−Ｃｒ−ＩＺＯ
（１４） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＺＯ
（１５） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＺＯ−ＭｏＯ３
なお、上記（３）〜（１５）までの表記において、記号「−」は、各積層間の界面を表し、表記の左側が基板側である。十分な光反射率を得る為に、Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金などの高光反射性金属層の膜厚は５０ｎｍ以上である事が好ましく、より好ましくは８０ｎｍ以上である。ＩＴＯ、ＩＺＯなどの高仕事関数材料層の膜厚は通常、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。
【００８１】
また、短絡等の電気的接続の不良を防止する観点から、第１電極５の発光層１０側表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）はＲａ＜５ｎｍを満たす事が望ましく、より好ましくはＲａ＜２ｎｍである。
Ｒａは、日本工業規格ＪＩＳのＪＩＳ−Ｂ０６０１−２００１に基づいて、ＪＩＳ−Ｂ０６５１からＪＩＳ−Ｂ０６５６およびＪＩＳ−Ｂ０６７１−１等を参考に計測できる。
【００８２】
上述の第１電極５を形成させる方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が挙げられる。
【００８３】
（陽極と発光層との間に設けられる層）
本実施形態において、陽極（第１電極５）と発光層１０との間に必要に応じて設けられる層９としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。
【００８４】
上記正孔注入層は、陽極（第１電極）５からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。
上記正孔輸送層とは、陽極、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層らの正孔注入を改善する機能を有する層である。
電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層、及び／又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【００８５】
（正孔注入層）
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。正孔注入層を構成する材料としては、公知の材料を適宜用いることができ、特に制限はない。例えば、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
【００８６】
正孔注入層の成膜方法としては、例えば、正孔注入層となる材料（正孔注入材料）を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば、特に制限はなく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。
【００８７】
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
【００８８】
また、正孔注入層の厚みとしては、５〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが５ｎｍ未満では、製造が困難になる傾向があり、他方、３００ｎｍを超えると、駆動電圧、および正孔注入層に印加される電圧が大きくなる傾向となる。
【００８９】
（正孔輸送層）
正孔輸送層を構成する材料としては、特に制限はないが、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体などが例示される。
【００９０】
これらの中でも、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００９１】
上記芳香族アミン化合物としては、第３級アミンが好ましく、具体的には下記一般式(１)で表される繰り返し単位を含む化合物があげられる。
【００９２】
【化１】
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基を表し、Ａｒ５、Ａｒ６及びＡｒ７は置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよい１価の複素環基を表し、ｎ及びｍはそれぞれ独立に、０又は１を表し、０≦ｎ＋ｍ≦２である。
【００９３】
式（１）中、芳香環上の水素原子はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、１価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基及びカルボキシル基などから選ばれる置換基で置換されていてもよい。
【００９４】
また、置換基は、ビニル基、アセチレン基、ブテニル基、アクリル基、アクリレート基、アクリルアミド基、メタクリル基、メタクリレート基、メタクリルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、小員環（たとえばシクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基等）を有する基、ラクトン基、ラクタム基、又はシロキサン誘導体の構造を含有する基等の架橋基であってもよい。また、上記の基の他に、エステル結合やアミド結合を形成可能な基の組み合わせ（例えばエステル基とアミノ基、エステル基とヒドロキシル基など）なども架橋基として利用できる。
【００９５】
なお、正孔輸送層を構成する芳香族アミン化合物としては、上記一般式（１）で表される繰り返し単位において、Ａｒ２とＡｒ３が直接または、−Ｏ−、−Ｓ−等の２価の基を介して結合した構造の繰り返し単位を含む化合物でもよい。
【００９６】
アリーレン基としては、フェニレン基等があげられ、２価の複素環基としては、ピリジンジイル基、等があげられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等があげられ、１価の複素環基としては、ピリジル基等があげられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
【００９７】
芳香族第３級アミン化合物の構造を含む繰返し単位を含む重合体は、さらに他の繰り返し単位を有していてもよい。他の繰り返し単位としては、フェニレン基、フルオレンジイル基等のアリーレン基があげられる。
なお、この重合体の中では、架橋基を含んでいるものがより好ましい。
【００９８】
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
【００９９】
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば、特に制限はなく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒などを挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。
【０１００】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【０１０１】
正孔輸送層の厚みは、特に制限されないが、目的とする設計に応じて適宜変更することができ、１〜１０００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが前記下限値未満となると、製造が困難になる、または正孔輸送の効果が十分に得られないなどの傾向があり、他方、前記上限値を超えると、駆動電圧および正孔輸送層に印加される電圧が大きくなる傾向がある。したがって正孔輸送層の厚みは、上述のように、好ましくは、１〜１０００ｎｍであるが、より好ましくは、２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは、５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【０１０２】
（発光層）
発光層１０は、通常、主として蛍光または燐光を発光する有機物を有する。発光層１０は、有機物として低分子化合物及び／又は高分子化合物を含んでいる。また、さらにドーパント材料を含んでいてもよい。この実施形態において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。なお、陽極５と陰極７との間には、一層の発光層に限らず、複数の発光層が配置されてもよい。
【０１０３】
（色素系材料）
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
【０１０４】
（金属錯体系材料）
金属錯体系材料としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Al、Zn、BeなどまたはTb、Eu、Dyなどの希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。
【０１０５】
（高分子系材料）
高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
【０１０６】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１０７】
（ドーパント材料）
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２０〜２０００Åである。
【０１０８】
（発光層の成膜方法）
有機物を含む発光層の成膜方法としては、発光材料を含む溶液を発光層形成領域の面上に塗布する方法、発光層形成領域の面上に真空蒸着法を用いて堆積させる方法、所定の基体の上に発光材料を含む溶液を塗布し、この塗膜を成膜化し、得られた膜を発光層領域に転写する方法などを用いることができる。溶液からの成膜に用いる溶媒の具体例としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する際に正孔輸送材料を溶解させる溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
【０１０９】
発光材料を含む溶液を発光層形成領域の面上、もしくは転写用の膜を形成するための基体の上に塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーによる転写や熱転写により、所望のところのみに発光層を形成する方法も用いることができる。
【０１１０】
（陰極と発光層との間に設けられる層）
記発光層１０と第２電極（陰極）７との間に、必要に応じて、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等の層１１が積層される。
【０１１１】
陰極７と発光層１０との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に接する層を電子注入層といい、この電子注入層を除く層を電子輸送層という。
電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。
電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。
正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお電子注入層、及び／又は電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【０１１２】
（電子注入層）
電子注入層は、先に述べたように、電子輸送層と第２電極７との間、または発光層１０と第２電極７との間に設けられる。電子注入層としては、発光層１０の種類に応じて、アルカリ金属やアルカリ土類金属、あるいは前記金属を一種類以上含む合金、あるいは前記金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物、あるいは前記物質の混合物などが挙げられる。
【０１１３】
前記アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。
【０１１４】
前記アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。
【０１１５】
さらに、金属、金属酸化物、金属塩をドーピングした有機金属化合物、および有機金属錯体化合物、またはこれらの混合物も、電子注入層の材料として用いることができる。
【０１１６】
この電子注入層は、２層以上を積層した積層構造を有していても良い。具体的には、Ｌｉ／Ｃａなどが挙げられる。この電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。
この電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【０１１７】
（電子輸送層）
電子輸送層を形成する材料としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が例示される。
【０１１８】
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【０１１９】
なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層と言う場合があり、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う場合がある。
【０１２０】
（第２電極）
第２電極７は、先に詳述した通りである。
【０１２１】
本実施の形態の有機ＥＬ素子において、陽極５から陰極７までの層構成の組み合わせ例を以下に示す。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｅ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｉ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｍ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｎ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）
【０１２２】
また、本実施の形態の有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、以下のｑ）に示す層構成を挙げることができる。
ｑ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／電荷発生層／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
また、３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、（電荷発生層／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層）を一つの繰り返し単位として、以下のｒ）に示す前記繰り返し単位を２つ以上含む層構成を挙げることができる。
ｒ） 陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／（該繰り返し単位）／（該繰り返し単位）／・・・／陰極
上記層構成ｐ）およびｑ）において、陽極、電極、陰極、発光層以外の各層は必要に応じて削除することができる。
ここで、電荷発生層とは電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、ＩＴＯ、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
有機ＥＬ素子においては、通常基板側に陽極が配置されるが、基板側に陰極を配置するようにしてもよい。
【０１２３】
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入性の改善のために、電極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよい。また界面での密着性向上や混合の防止などのために、前述した各層間に薄いバッファー層を挿入してもよい。
【０１２４】
（保護層）
上述のように第２電極（陰極）７が形成された後、基本構造として第１電極（陽極）５−発光部６−第２電極（陰極）７−補助電極４を有してなる発光機能部を保護するために、該発光機能部を封止する保護層（上部封止膜）８が形成される。この保護層８は、通常、少なくとも一つの無機層と少なくとも一つの有機層を有する。積層数は、必要に応じて決定され、基本的には、無機層と有機層は交互に積層される。
【０１２５】
なお、ガラス基板に比べると、プラスチック基板は酸素および水などのガスの透過性が高い。発光層１０などの発光物質は酸化されやすく、酸素および水などと接触することにより劣化しやすいので、前記基板１としてプラスチック基板が用いられる場合には、ガスバリア性を高めるための処理を基板に予め施すことが好ましい。例えばプラスチック基板上にガスなどに対するバリア性の高い下部封止膜を積層し、その後、この下部封止膜の上に上記発光機能部を積層することが好ましい。この下部封止膜は、通常、上記保護層（上部封止膜）と同様の構成、同様の材料にて形成される。
【０１２６】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置では、第２電極７に補助電極４が電気的に接続されている。この第２電極７に対抗する第１電極はアクティブマトリックス駆動方式を実現するための回路に電気的に接続される。例えば前述したようにアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたＴＦＴ基板上に複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することによって、アクティブマトリックス駆動方式のディスプレイ装置を実現することができる。
【０１２７】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置は、さらに必要に応じて、カラーフィルター又は蛍光変換フィルター等のフィルター、画素の駆動に必要な回路及び配線等の、ディスプレイ装置を構成するための任意の構成要素を有することができる。
【０１２８】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置においては、第１電極５が反射電極、第２電極７が透過電極となり、基板１とは反対側の面から出光するトップエミッション型の装置とすることができる。かかる構成を採用することにより、第１電極５を駆動電極とし、駆動回路の設計の自由度を確保しながら開口率を高くすることができ、その結果、表示品質、駆動性能、輝度半減寿命などの優れた表示装置とすることができる。ただし、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置は、必ずしもこれには限られず、例えば両面を透明又は半透明の電極とし、両面に発光する装置とすることもできる。また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置としては、照明装置、面状光源なども可能である。
【実施例】
【０１２９】
以下、作製例及び参考例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の例示に限定されるものではない。
【０１３０】
以下に示す作製例１〜５では、透明な第２電極を３つの層から構成した場合の効果を確認するために、透明な第２電極の発光層の反対側の表面に補助電極を配置せずに、透明な第２電極を特定の３層から構成した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
【０１３１】
（作製例１）
（Ａ：第１電極（陽極）の形成）
ガラス基板上に、真空蒸着法にて、第１電極（陽極）である厚さ１００ｎｍの銀層を成膜した。本銀層は反射率９０％の光反射陽極である。さらに、真空を保ったまま、光反射陽極上に、正孔注入層として、厚さ１０ｎｍのＭｏＯ３層をさらに成膜した。
【０１３２】
（Ｂ：正孔輸送層の形成）
正孔輸送性高分子材料及びキシレンを混合し、正孔輸送性高分子材料の０．７重量％キシレン溶液（正孔輸送層形成用組成物）を得た。
【０１３３】
上記（Ａ）で得た、陽極及び正孔注入層を有する基板を真空装置より取り出し、正孔注入層の上に、正孔輸送層形成用組成物をスピンコート法により塗布し、膜厚２０nmの塗膜を得た。
この塗膜を設けた基板を１９０℃で２０分間加熱し、塗膜を不溶化させた後、室温まで自然冷却させ、正孔輸送層を得た。
【０１３４】
（Ｃ：発光層の形成）
発光高分子材料及びキシレンを混合し、発光高分子材料の１．４重量％キシレン溶液（発光層形成用組成物）を得た。
【０１３５】
上記（Ｂ）で得た、陽極、正孔注入層、及び正孔輸送層を有する基板の正孔輸送層の上に、発光層形成用組成物をスピンコート法により塗布し、膜厚８０ｎｍの塗膜を得た。
この塗膜を設けた基板を１３０℃で２０分間加熱し、溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却させ、発光層を得た。
【０１３６】
（Ｄ：第２電極（陰極）の形成）
上記（Ｃ）で得た、陽極、正孔注入層、正孔輸送層及び発光層を有する基板の発光層の上に、真空蒸着法によって、第２電極（陰極）の第１層である５ｎｍのＢａ層、第２層である５ｎｍのＣａ層、第３層である１５ｎｍのＳｎ−Ａｇ合金（モル比はＳｎ：Ａｇ＝９６：４）層を、連続的に成膜し、第１層〜第３層からなる陰極を形成した。
【０１３７】
（Ｅ：封止）
上記（Ｄ）で得た、発光機能部が積層された基板を真空蒸着装置より取り出し、窒素雰囲気下、封止ガラス及び２液混合エポキシ樹脂にて前記基板上の発光機能部を封止し、有機エレクトロルミネッセンス素子１を得た。
【０１３８】
（Ｆ：評価）
上記（Ｅ）で得られた素子に、０Ｖ〜１２Ｖまでの電圧を印加し、最大発光効率を測定した。さらに、初期輝度６０００ｃｄ／ｍ２となる電流で通電し、一定電流を通電の下、輝度半減寿命を測定した。結果を（表１）に示す。
【０１３９】
（作製例２）
第２電極（陰極）の第３層として１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子２を得て評価した。結果を（表１）に示す。
【０１４０】
（作製例３）
第２電極（陰極）の第２層として１ｎｍのＡｌ層、第３層として１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子３を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子３を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１４１】
（作製例４）
第２電極（陰極）の第３層として１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例３と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子４を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子４を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
以上の作製例１〜４の第３層を、上記の材料で上記の膜厚にそれぞれ形成した場合、各作製例の第３層の可視光透過率は、それぞれ４０％以上となる。
【０１４２】
（参考例１）
第２電極（陰極）のＣａ層を成膜せず、第１層上に直接１５ｎｍのＳｎ−Ａｇ合金層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子５を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子５を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１４３】
（参考例２）
第２電極（陰極）のＣａ層を成膜せず、第１層上に直接１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子６を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子６を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
作製例１と参考例１とを参照すれば明らかな通り、Ｂａの第１層、Ｃａの第２層、及びＳｎ−Ａｇ合金の第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＢａの層及びＳｎ−Ａｇ合金の層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が顕著に優れていた。また、輝度半減寿命も顕著に優れていた。
また、作製例２、作製例３及び参考例２を参照すれば明らかな通り、Ｂａの第１層、Ｃａ又はＡｌの第２層、及びＣｕの第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＢａの層及びＣｕの層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が優れていた。また、輝度半減寿命も優れていた。
さらに、作製例４に示される通り、Ｂａの第１層及びＡｌの第２層に加えて第３層としてＡｇのみからなる層を用いた場合に、発光効率及び輝度半減寿命のいずれもが最も優れていた。
【０１４６】
（作製例５）
第２電極（陰極）の第１層として３．５ｎｍのＬｉＦ層、第２層として４ｎｍのＣａ層、第３層として１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子７を得て評価した。結果を（表２）に示す。
【０１４７】
（参考例３）
第２電極（陰極）の第１層として３．５ｎｍのＬｉＦ層を成膜し、Ｃａ層を成膜せず第１層上に直接１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子８を得て評価した。結果を（表２）に示す。
【０１４８】
【表２】
【０１４９】
作製例５と参考例３とを参照すれば明らかな通り、ＬｉＦの第１層、Ｃａの第２層、及びＡｇの第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＬｉＦの層及びＡｇの層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が顕著に優れていた。また、輝度半減寿命も顕著に優れていた。
【０１５０】
以下に示す作製例６では、透明な第１電極に補助電極を形成した場合の効果を確認するために、発光層は一層構造とし、透明陽極の基板側の表面に補助電極を配置した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
なお、合成例１、２において用いた下記構造式（Ａ）〜（Ｃ）で表される化合物Ａ〜Ｃは、国際公開２０００／０４６３２１号パンフレットに記載された方法に従って合成した。
【０１５１】
【化２】
【０１５２】
【化３】
【０１５３】
【化４】
【０１５４】
（合成例１）
下記一般式（２）で表される高分子化合物１を以下の方法により合成した。
【０１５５】
【化５】
【０１５６】
先ず、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド（アルドリッチ社製、商品名：Ａｌｉｑｕａｔ３３６）０．９１ｇと、上記化合物Ａ５．２３ｇと、上記化合物Ｃ４．５５ｇとを反応容器（２００ｍＬセパラブルフラスコ）に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。その後、トルエン７０ｍＬを加え、酢酸パラジウム２．０ｍｇ、トリス（ｏ−トリル）ホスフィン１５．１ｍｇを加えた後に、還流させて混合溶液を得た。
【０１５７】
得られた混合溶液に、炭酸ナトリウム水溶液１９ｍＬを滴下後、還流下で終夜攪拌した後、フェニルホウ酸０．１２ｇを加えて７時間攪拌した。その後、３００ｍｌのトルエンを加え、反応液を分液し、有機相を酢酸水溶液及び水で洗浄した後、ナトリウムＮ，Ｎ−ジエチルジチオカルバメート水溶液を加えて４時間攪拌した。
【０１５８】
次いで、攪拌後の混合溶液を分液した後、シリカゲル−アルミナカラムに通し、トルエンで洗浄した後に、メタノールに滴下してポリマーを沈殿させ、その後、得られたポリマーを濾過、減圧乾燥した後にトルエンに溶解させた。得られたトルエン溶液を再度メタノールに滴下して沈殿物を生じさせ、この沈殿物を濾過、減圧乾燥して高分子化合物１を６．３３ｇ得た。得られた高分子化合物１のポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗは３．２×１０５であり、ポリスチレン換算の数平均分子量Ｍｎは８．８×１０４であった。
【０１５９】
（合成例２）
下記一般式（３）で表される高分子化合物２を以下の方法により合成した。
【０１６０】
【化６】
【０１６１】
先ず、化合物Ｂ２２．５ｇと２，２’−ビピリジル１７．６ｇとを反応容器に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。その後、あらかじめアルゴンガスでバブリングして脱気したテトラヒドロフラン（脱水溶媒）１５００ｇを加え、混合溶液を得た。得られた混合溶液に、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（０）３１ｇを加え、室温で１０分間攪拌した後、６０℃で３時間反応した。なお、反応は、窒素ガス雰囲気中で行った。
【０１６２】
次に、得られた反応溶液を冷却した後、この溶液に、２５質量％アンモニア水２００ｍＬ／メタノール９００ｍＬ／イオン交換水９００ｍＬ混合溶液をそそぎ込み、約１時間攪拌した。その後、生成した沈殿物を濾過して回収し、この沈殿物を減圧乾燥した後、トルエンに溶解させた。そして、得られたトルエン溶液を濾過して不溶物を除去した後、このトルエン溶液を、アルミナを充填したカラムに通過させることにより精製した。
【０１６３】
次に、精製後のトルエン溶液を、１規定塩酸水溶液で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。そして、このトルエン溶液を、約３質量％アンモニア水で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。その後、このトルエン溶液をイオン交換水で洗浄し、静置、分液した後、洗浄後のトルエン溶液を回収した。
【０１６４】
次いで、洗浄後のトルエン溶液をメタノール中にそそぎ込み、沈殿物を生じさせ、この沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥して高分子化合物２を得た。得られた高分子化合物２のポリスチレン換算の重量平均分子量は８．２×１０５であり、ポリスチレン換算の数平均分子量は１．０×１０５であった。
【０１６５】
（作製例６）
この作製例６では、透明な第１電極に補助電極を形成した場合の効果を確認するために、透明陽極の基板側の表面に補助電極を配置した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
【０１６６】
支持基板としてガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ）を用いた。支持基板の温度を１２０℃にして、Ｃｒターゲット及びスパッタリングガスとしてＡｒを用いたＤＣスパッタリング法により、膜厚１０００ｎｍのＣｒを前記支持基板に堆積させた。このときの製膜圧力は０．５Ｐａ、スパッタリングパワーは２．０ｋＷであった。Ｃｒ膜の上にフォトレジストを塗布し、さらに１１０℃で９０秒間ベークした。次に、線幅２０ｍｍのラインから構成される正方形の枠状の開口部と前記開口部の枠内に、縦×横のピッチがそれぞれ３００μｍ×１００μｍ、縦×横の線幅がそれぞれ７０μｍ×３０μｍからなる格子型の開口部とを有するフォトマスクを通して、２００ｍＪのエネルギーで露光し、０．５質量％の水酸化カリウム水溶液によって現像後、１３０℃で１１０秒間ポストベークした。次いで、Ｃｒ用エッチング液に、４０℃、１２０秒間浸漬し、Ｃｒのパターニングを行い、次に２質量％水酸化カリウム水溶液に浸漬することで、レジスト残渣を剥離し、Ｃｒからなる補助電極（第１補助電極及び第２補助電極）を形成した。
【０１６７】
次に、補助電極が形成された基板上に第１電極を形成した。具体的には、基板温度を１２０℃にし、第１電極材料としてＩＴＯ焼成ターゲット、スパッタリングガスとしてＡｒを用いて、ＤＣスパッタリング法により、膜厚３０００ｎｍのＩＴＯを堆積させた。このときの製膜圧力は０．２５Ｐａ、スパッタリングパワーは０．２５ｋＷであった。その後、２００℃のオーブンで４０分間アニール処理を行った。その後、第１電極が形成された基板を６０℃の弱アルカリ性洗剤、冷水、５０℃の温水をもちいて超音波洗浄し、５０℃の温水から引き上げて乾燥した後、２０分間ＵＶ／Ｏ３洗浄を行った。
【０１６８】
次に、０．４５μｍ径のフィルター及び０．２μｍ径のフィルターをそれぞれ用いて、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ン酸（スタルクヴィテック社製、商品名：ＢａｙｔｒｏｎＰ ＣＨ８０００）の懸濁液を２段階濾過し、２段階目に濾過した溶液を用いて、前記洗浄後の基板にスピンコート法により８０ｎｍの厚みで薄膜を形成し、大気雰囲気下においてホットプレート上で、２００℃で１５分間熱処理し、正孔注入層を形成した。
【０１６９】
次いで、合成例１、２で得られた高分子化合物１及び高分子化合物２を重量比で１：１の比で計り取り、トルエンに溶解させ、１質量％の高分子溶液を作製した。上記正孔注入層が形成された基板上に、作製した高分子溶液をスピンコート法により８０ｎｍの膜厚で製膜した後、窒素雰囲気下のホットプレート上で１３０℃、６０分間熱処理し、発光層を形成した。
【０１７０】
その後、前記発光層が形成された基板を真空蒸着機に導入し、陰極としてＬｉＦ、Ｃａ、Ａｌを順次それぞれ、２ｎｍ、５ｎｍ、２００ｎｍの厚みで蒸着し、第２電極を形成した。なお、この蒸着工程においては、真空度が１×１０−４Ｐａ以下に到達した後に金属の蒸着を開始した。
【０１７１】
最後に、不活性ガス中で、第２電極が形成された基板における第２電極の表面をガラス板で覆い、さらに４辺を光硬化樹脂で覆った後に、光硬化樹脂を硬化させることで保護層を形成して、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
【０１７２】
（参考例４）
上記作製例６において、補助電極を形成する際のフォトマスクとして、線幅２０ｍｍのラインから構成される正方形の枠状の開口部のみを有するフォトマスクを用いた以外は、作製例６と同様にして、作製例６の有機エレクトロルミネッセンス素子に対する比較用の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【０１７３】
（参考例５）
上記作製例６において、補助電極を形成する際のフォトマスクとして、縦×横のピッチがそれぞれ３００μｍ×１００μｍ、縦×横の線幅がそれぞれ７０μｍ×３０μｍからなる格子型の開口部とを有するフォトマスクを用いた以外は、作製例６と同様にして、作製例６の有機エレクトロルミネッセンス素子に対する比較用の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【０１７４】
（補助電極形成効果の評価）
作製例６及び参考例４，５で得られた有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性を評価した。具体的には、素子全体に８Ｖの電圧を印加した際の発光輝度を測定し、さらに発光面の様子を目視にて観察した。得られた結果を下記（表３）に示す。
【０１７５】
【表３】
（表３）に示した結果から明らかなように、補助電極が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本発明の一実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図である。
【図２】有機エレクトロルミネッセンス素子における第１補助電極及び第２補助電極の位置関係の一例を概略的に示す平面図である。
【図３】有機エレクトロルミネッセンス素子における第１補助電極及び第２補助電極の位置関係の一例を概略的に示す平面図である。
【図４】有機エレクトロルミネッセンス素子における第１補助電極及び第２補助電極の位置関係の一例を概略的に示す平面図である。
【図５】有機エレクトロルミネッセンス素子における第１補助電極及び第２補助電極の位置関係の他の一例を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【０１７７】
１ 支持基板
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 第１補助電極
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 第２補助電極
４ 補助電極
５ 第１電極（陽極）
６ 発光部
７ 透明な第２電極（陰極）
７ａ 第２電極の第１層
７ｂ 第２電極の第２層
７ｃ 第２電極の第３層
８ 保護膜（上部封止膜）
９ 陽極と発光層との間に設けられる層
１０ 発光層
１１ 陰極と発光層との間に設けられる層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、
前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、
前記第２電極と比較して電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられた補助電極と、
前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、
前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、
前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、
前記第２層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、
前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、
前記補助電極が、
枠状の第１補助電極と、
該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記第１層が金属酸化物および金属フッ化物のうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記第２層に含まれる材料が、前記第１層に含まれる材料に対する還元剤である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記第１層が金属を含み、
前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる金属の酸化物に対する還元剤である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、
前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、
前記第２電極と比べて電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、
前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、
前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、
前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有し、
前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、
前記補助電極が、
枠状の第１補助電極と、
該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記第２層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記第１層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記第１層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記第１層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記第１層がルビジウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記第３層が、金、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、インジウム、及びこれらの合金からなる群より選択される材料からなり、
該第３層の膜厚が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記第１電極の可視光に対する反射率が８０％以上である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記第２補助電極の線幅を前記第１補助電極の線幅で除した値が、１／１０００〜１／１０である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、
前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、
前記第２電極と比較して電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられた補助電極と、
前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、
前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、
前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、
前記第２層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、
前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、
前記補助電極が、
枠状の第１補助電極と、
該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記第１層が金属酸化物および金属フッ化物のうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記第２層に含まれる材料が、前記第１層に含まれる材料に対する還元剤である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記第１層が金属を含み、
前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる金属の酸化物に対する還元剤である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第１電極と、
前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第２電極と、
前記第２電極と比べて電気抵抗が低く、前記第２電極に接して設けられる補助電極と、
前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、を含み、
前記透明な第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、
前記第２層に含まれる材料が前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有し、
前記第３層の可視光の透過率が４０％以上であり、
前記補助電極が、
枠状の第１補助電極と、
該第１補助電極の枠内に配置されるとともに、該第１補助電極に電気的に接続され、該第１補助電極よりも線幅が狭い第２補助電極と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記第２層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記第１層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記第１層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記第１層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記第１層がルビジウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記第３層が、金、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、インジウム、及びこれらの合金からなる群より選択される材料からなり、
該第３層の膜厚が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記第１電極の可視光に対する反射率が８０％以上である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記第２補助電極の線幅を前記第１補助電極の線幅で除した値が、１／１０００〜１／１０である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−５５７５２（Ｐ２０１０−５５７５２Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０６８３６（Ｐ２００８−２０６８３６）
【出願日】平成２０年８月１１日（２００８．８．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１１日（２００８．８．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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