有機電界発光素子、有機電界発光素子の製造方法、表示装置及び照明装置
【課題】発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低く、製造コストを低減できる有機電界発光素子、その製造方法、並びに、この有機電界発光素子を具備する表示装置及び照明装置を提供する。
【解決手段】一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子であって、該少なくとも一層の、発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成された有機電界発光素子。
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が正孔輸送層である有機電界発光素子。
【解決手段】一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子であって、該少なくとも一層の、発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成された有機電界発光素子。
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が正孔輸送層である有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子、有機電界発光素子の製造方法、表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料を利用したデバイスとして、有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）、有機半導体を利用したトランジスタなどの研究が活発に行われている。特に、有機ＥＬ素子は、固体発光型の大面積フルカラー表示素子や安価な大面積な面光源としての照明用途としての発展が期待されている。一般に有機電界発光素子は発光層を含む有機層及び該有機層を挟んだ一対の対向電極から構成される。このような有機電界発光素子に電圧を印加すると、有機層に陰極から電子が注入され陽極から正孔が注入される。この電子と正孔が発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際にエネルギーを光として放出することにより発光が得られる。
【０００３】
有機電界発光素子の製造において、一対の電極間に設けられる有機層である薄膜を形成する方法としては、蒸着法として真空蒸着、湿式法としてスピンコーティング法、印刷法、インクジェット法等が行われている。
【０００４】
蒸着法は、真空中で基板上に薄膜を形成する手法であり、このような、蒸着を利用して作製された有機電界発光素子（以下、蒸着型有機ＥＬ素子とも言う）は、携帯電話やテレビ等のディスプレイの発光源として実用化されている。
しかしながら、蒸着型有機ＥＬ素子の製造における蒸着工程は、蒸着装置に対する設備コストや、材料を蒸着させる際のエネルギーコストが大きく、有機電界発光素子の製造コストを更に低減化することが求められている。
【０００５】
湿式法は、蒸着等のドライプロセスでは成膜が困難な高分子の有機化合物も使用可能となり、蒸着法等に比べて製膜方法が簡便であること、塗り分けのためのシャドウマスクや真空装置が不要であり、フレキシブルなディスプレイ等に用いる場合は耐屈曲性や膜強度等の耐久性の点で適している等の利点があり、特に大面積化、高精細化に向いており、今後の大画面有機ＥＬディスプレイに適した手法である。
【０００６】
例えば特許文献１，２には、有機ＥＬ素子を構成する層が塗布法を用いて作製された有機電界発光素子（以下、塗布型有機ＥＬ素子とも言う）が開示されている。
特許文献３には有機層の少なくとも１層は、昇華精製を行った少なくとも１種の有機化合物を含む２種以上の有機化合物を用いてウェットプロセスで形成した有機層を含む素子が開示されている。
また、特許文献４には分散安定剤を塗布分散液に含有させることにより、分散安定性が良好な、有機エレクトロルミネッセンス素子用非水塗布分散液が開示されている。更に、該塗布分散液又は該非水塗布分散液を用いて形成した、高い外部取り出し量子効率を示し、かつ、発光寿命が長い有機ＥＬ素子が開示されている。
【０００７】
しかしながら、塗布型有機ＥＬ素子には、発光効率及び耐久性が低いという不具合があった。塗布型ＥＬ素子で発光効率や素子耐久性の劣化を招く原因としては、不純物が影響していると考えられている。このため、蒸着法による製膜ができない高分子材料については塗布法を採用する場合があったが、蒸着法による製膜が可能な低分子の材料は、より高い素子性能が得られる蒸着法を用いて製膜されるのが一般的であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１６０３８８号公報
【特許文献２】特開２００７−４２３１４号公報
【特許文献３】特開２００８−６６７５９号公報
【特許文献４】特開２００７−１６５２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低く、製造コストを低減できる有機電界発光素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低い有機電界発光素子を低い製造コストで製造可能な有機電界発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
更に、本発明は、上記有機電界発光素子を具備する表示装置及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
〔１〕
一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子であって、
該少なくとも一層の、発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成されたことを特徴とする有機電界発光素子。
〔２〕
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が正孔輸送層であることを特徴とする〔１〕に記載の有機電界発光素子。
〔３〕
前記２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が、第１の低分子化合物と第２の低分子化合物の２種の化合物であり、その混合割合が質量比で２０：８０〜８０：２０であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の有機電界発光素子。
〔４〕
前記２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が２種以上の正孔輸送材料であることを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔５〕
前記２種以上の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルの差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることを特徴とする〔４〕に記載の有機電界発光素子。
〔６〕
前記２種以上の正孔輸送材料がアリールアミン誘導体又はカルバゾール誘導体であることを特徴とする〔４〕又は〔５〕に記載の有機電界発光素子。
〔７〕
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が電子輸送層であることを特徴とする〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔８〕
前記電子輸送層が、２種以上の電子輸送材料を含む液により形成されたことを特徴とする〔７〕に記載の有機電界発光素子。
〔９〕
前記２種以上の電子輸送材料の電子親和力の差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることを特徴とする〔８〕に記載の有機電界発光素子。
〔１０〕
一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
該少なくとも一層の発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
〔１１〕
前記発光層及び前記発光層に隣接する層の各々を、前記スプレー法により形成することを特徴とする〔１０〕に記載の有機電界発光素子の製造方法。
〔１２〕
〔１〕〜〔９〕に記載の有機電界発光素子、又は、〔１０〕又は〔１１〕のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法から得られた有機電界発光素子を具備する表示装置。
〔１３〕
〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の有機電界発光素子、又は、〔１０〕又は〔１１〕のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法から得られた有機電界発光素子を具備する照明装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光層に隣接する層を、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成することにより、熱安定性、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低く、製造コストを低減できる有機電界発光素子を提供できる。
また、本発明によれば、熱安定性、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低い有機電界発光素子を低い製造コストで製造可能な有機電界発光素子の製造方法を提供できる。
更に、本発明によれば、上記有機電界発光素子を具備する表示装置及び照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の層構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る表示装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る照明装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子であって、
該少なくとも一層の、発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成されている。
【００１５】
ここで、本発明における低分子化合物とは、不飽和結合を持った化合物（いわゆる重合性モノマー）を、開始剤を使用しつつその不飽和結合を開裂させ、連鎖的に結合を成長させることによって得られる、いわゆるポリマーやオリゴマーではなく、分子量１５００以下の一定の分子量を有する化合物（実質的に分子量分布を有さない化合物）である。なお、分子量は、通常、１００以上である。
【００１６】
これにより、発光層に隣接する層を形成する材料は、ポリマー合成やオリゴマー合成に用いられる重合開始剤、重合停止剤、連鎖移動剤等の化合物に由来する不純物を含まない。これにより、このような不純物が該層の機能を劣化させることを回避できるので、発光効率及び耐久性に優れる有機電界発光素子が得られるものと考えられる。
【００１７】
分子量１５００以下の低分子化合物は、公知の精製方法により、精製されたものであることがより好ましい。これにより、より確実に、不純物が各層の機能を劣化させることを回避できる。公知の精製方法としては、昇華精製法、再結晶精製法、カラム精製法等を挙げることができる。ポリマーやオリゴマーは、繰り返し単位が反応等で意図しない構造を有するようになった場合、このようなポリマーやオリゴマーを精製で除去することは非常に難しいため、その観点からも、分子量１５００以下の低分子化合物であることが好ましい。
【００１８】
分子量１５００以下の低分子化合物は、２種以上であり、２〜４種であることが好ましく、２〜３種であることがより好ましく、２種であることが更に好ましい。
分子量１５００以下の低分子化合物が２種である場合、第１の低分子化合物と第２の低分子化合物の混合割合は質量比で２０：８０〜８０：２０が好ましく、３０：７０〜７０：３０がより好ましい。
【００１９】
更に、上記構成の本発明の有機ＥＬ素子は、駆動電圧を低くできるものである。
【００２０】
また、層を構成する材料が溶剤に溶解又は分散された液をスプレー塗布することにより形成されているので、上記したように、蒸着工程を採用する必要が無く、有機ＥＬ素子の製造コストを低減できる。
【００２１】
図１は、本発明に係る有機ＥＬ素子の構成の一例を示している。図１に示される本発明に係る有機電界発光素子１０は、支持基板２上において、陽極３と陰極９との間に有機層が挟まれている。より具体的には、有機層は、例えば、陽極上の正孔注入層４と、該正孔注入層４上の正孔輸送層５と、該正孔輸送層５上の発光層６と、該発光層６上の正孔ブロック層７と、該正孔ブロック層７上の電子輸送層８とからなる。
【００２２】
上記液の全量に対する固形分の含有量は特に制限はないが、通常、０．０００１質量％〜１０質量％であるが、スプレー法の採用を鑑みると、０．０００１質量％〜１質量％であることが好ましい。
【００２３】
また、少なくとも一層の、発光層に隣接する層は正孔輸送層であることが好ましい。
特に、正孔輸送層の上に直接的に発光層が設けられるとともに、発光層の上に直接的に電子輸送層が設けられる場合は、前記液の溶剤は、同一の有機溶剤であることが好ましく、これにより、各層間の界面の接合がより良好となるせいか、特に、発光効率及び耐久性に優れた有機ＥＬ素子が得られやすい。
【００２４】
発光層及び前記発光層に隣接する層の少なくとも１つは、上記液をスプレー法によって塗布することにより形成される。これにより、特に、スプレー法によって形成される層の下層が別の有機層である場合に、上記液の有機溶剤が、この別の有機層を意図しない度合いで溶解するなどして損傷を与える虞れをより確実に低減できるため、発光効率、耐久性及び色再現性がより確実に優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。また、スプレー法は、他の塗布方法と比較して、溶剤の使用量を抑えやすく、また、乾燥させやすいため、製造コストをより低減できる。更に、スプレー法によれば、スプレー法によって形成される層の下層を損傷することなく、層を形成することができるため、多層の薄膜を形成するのに適している。
【００２５】
なお、液をスプレー法によって塗布する工程は、換言すれば、液体粒子が気体（キャリアガス）に浮遊してなるエアロゾルを所定面上に噴射することにより、エアロゾルを塗布して層を形成する工程である。エアロゾルの形態は特に限定はされないものの、液体粒子の粒子径は、通常、０．０１〜１００μｍであり、より好ましくは、０．０１〜１０μｍである。上記気体としては、空気、窒素、アルゴン等を挙げることができる。
スプレー法に採用されるスプレー装置としては、公知のものをいずれも使用可能である。
エアロゾルのキャリアガスの流量は、０．１Ｌ／分〜１００Ｌ／分であることが好ましく、０．１Ｌ／分〜１０Ｌ／分であることがより好ましい。
エアロゾルの噴射時間は、各層の得ようとする厚みに準ずるものであり、特に限定されない。
スプレー法によって形成された層は、特に該層の上に別の層が設けられる場合、スプレー法による層形成が完了した後、一定期間、乾燥させることが好ましい。乾燥方法としては、使用する有機溶剤の種類にも依存するが、温度は２０〜２００℃であることが好ましく、乾燥時間は１分〜１０時間であることが好ましい。また、乾燥は、真空乾燥であることが好ましい。
【００２６】
本発明においては、発光層及び前記発光層に隣接する層の少なくとも１つは、上記液をスプレー法によって塗布されるが、他の層の塗布方法は、特に限定されない。例えば、スピン塗布、エアナイフ塗布、バー塗布、ブレード塗布、スライド塗布、カーテン塗布、スプレー法、キャスト法、浸漬法、インクジェット法等によって行うことができる。
なお、例えば、陽極の上に正孔輸送層が直接的に設けられている場合、通常、陽極の材料としては、後述するように、有機溶剤に対して耐性の高い材料が採用できることから、正孔輸送層に関しては、先に例示した液の塗布方法のいずれについても、好適に使用できる。
【００２７】
しかしながら、上記した利点を鑑み、例えば、発光層及び電子輸送層について、スプレー法を採用する場合は、正孔輸送層についてもスプレー法を採用することにより、塗布方法を統一できるので、結果、製造コストを低減できる。よって、発光層及び前記発光層に隣接する層の各々が前記液をスプレー法によって塗布することにより形成される形態がより好ましく、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層の各々が、前記液をスプレー法によって塗布することにより形成される形態が最も好ましい。
【００２８】
前記有機層の層構成は、上記のように、図１を参照しながら説明したが、特に制限はなく、有機ＥＬ素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。
また、有機層の形状、大きさ、及び厚み等についても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２９】
有機ＥＬ素子の層構成の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００３０】
（１）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００３１】
前記したように、本発明においては、前記発光層に隣接する層が、層を構成する材料が溶剤に溶解又は分散された液を塗布することにより形成されているが、正孔輸送層又は電子輸送層が塗布法により形成されていることが好ましく、正孔輸送層及び電子輸送層が塗布法により形成されていることがより好ましく、発光層、正孔輸送層及び電子輸送層が塗布法により形成されていることが更に好ましい。正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを含む連続した複数の層（ただし、この複数の層は有機層の一部又は全部を構成する層である）の各々において、各層を構成する材料が溶剤に溶解又は分散された液を塗布することにより形成されていることがより好ましい。すなわち、正孔輸送層と発光層との間、及び／又は、発光層と電子輸送層との間に、有機層を構成する別の層（上記層構成（２）の場合はブロック層）が介在していても良いが、上記複数の層（上記層構成（２）の場合は、正孔輸送層、発光層、ブロック層、及び、電子輸送層）は、いずれかの層が蒸着法で形成されている場合と比較して、複数の層の一端面から他端面に渡って、各層間の界面の接合が良好であるため、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧を低減できる有機ＥＬ素子が得られる傾向となる。
【００３２】
有機層としては特に限定されないが、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、励起子ブロック層などを有していてもよい。またこれらの各層は、それぞれ他の機能を兼備していても良い。
【００３３】
本発明は、一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
該少なくとも一層の発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の化合物を含む液によりスプレー法で形成することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法にも関する。
有機溶剤としては前記有機溶媒が挙げられる。
また、少なくとも１層の、発光層に隣接する層がスプレー法により形成されており、発光層及び少なくとも１層の、発光層に隣接する層の各々がスプレー法により形成されていることがより好ましい。正孔輸送層及び電子輸送層がスプレー法により形成されていることがより好ましく、発光層、正孔輸送層及び電子輸送層がスプレー法により形成されていることが更に好ましい。正孔輸送層、前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも１つを、前記液をスプレー法によって塗布することにより形成することが好ましく、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層の各々を、前記液をスプレー法によって塗布することにより形成することがより好ましい。
【００３４】
本発明の製造方法において、前記液をスプレー法によって塗布する工程の、好ましい一態様について述べる。
本発明の有機電界発光素子が含む有機層は、以下に記載のいずれかの方法で製膜することができる。これにより、スプレー塗布による有機層を形成するにあたり、キャリアガス（不活性ガス）中の不純物（ハイドロカーボン、アミン、パーティクル）や配管中のパーティクル／オイル等の不純物を除去できるためである。
【００３５】
本発明の製造方法において、不活性ガスからなるキャリアガスと、酸素濃度１００ｐｐｍ以下、かつ水分含有率１００ｐｐｍ以下の塗布液とを混合したエアロゾルを基板上に堆積させて有機層を積層することが好ましく、該不活性ガスをフィルター処理することが好ましい。
不活性ガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウムなどの公知のガスを用いることができ、アルゴン、窒素を用いることが好ましい。
また、前記エアロゾルを基板上に堆積させて成膜した有機層中に、０．２μｍより大きいパーティクルが１００μｍ×１００μｍあたりに１個未満であることが好ましい。
酸素濃度は１００ｐｐｍ以下、露点−３０℃以下の不活性ガスの雰囲気下で、製膜することが好ましい。また、上記の方法により製膜した有機層を、酸素濃度１００ｐｐｍ以下、露点−３０℃以下の不活性ガスの雰囲気下で乾燥、又はアニールすることが好ましい。更に、前記塗布液に対し、不溶な有機層に堆積させて有機層を積層することが好ましい。
【００３６】
次に、本発明の有機ＥＬ素子を構成する要素について、詳細に説明する。
【００３７】
（基板）
本発明で使用する基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、及びポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【００３８】
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。
【００３９】
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【００４０】
基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００４１】
（陽極）
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。陽極は、通常、透明陽極として設けられる。
【００４２】
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫
（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
【００４３】
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
【００４４】
本発明の有機ＥＬ素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【００４５】
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００４６】
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
【００４７】
陽極の抵抗値としては、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。
【００４８】
なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
【００４９】
（陰極）
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
【００５０】
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、及びイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
【００５１】
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
【００５２】
なお、陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
【００５３】
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
【００５４】
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００５５】
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【００５６】
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さに薄く成膜し、更にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
【００５７】
（有機層）
本発明における有機層について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の有機層は、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを含んでいる。
なお、有機層を構成する、上記の層（正孔輸送層、発光層と電子輸送層）以外の他の層としては、前述したごとく、ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。
【００５８】
（発光層）
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、非晶質有機半導体を含有する薄膜である。
発光層は発光材料のみで構成されていても良いが、好ましくはホスト材料と発光材料（発光性ドーパントとも称される）の混合層とした構成である。
発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良いが、好ましくは、燐光発光材料である。
ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料と正孔輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。更に、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
【００５９】
発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光材料を含有することができる。また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
【００６０】
《燐光発光材料》
前記燐光発光材料としては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、金、銀、銅、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【００６１】
錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」 Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、好ましくは炭素数５〜３０、より好ましくは炭素数６〜３０、更に好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、又はナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、好ましくは炭素数５〜３０、より好ましくは炭素数６〜３０、更に好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、又はフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、更に好ましくは炭素数２〜１６であり、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数６〜２０であり、フェノラト配位子など）、シリルオキシ配位子（例えば、好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、更に好ましくは炭素数３〜２０であり、例えば、トリメチルシリルオキシ配位子、ジメチル−ｔｅｒｔ−ブチルシリルオキシ配位子、トリフェニルシリルオキシ配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子、リン配位子（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、更に好ましくは炭素数３〜２０、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルフォスフィン配位子など）、チオラト配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数６〜２０、例えば、フェニルチオラト配位子など）、フォスフィンオキシド配位子（好ましくは炭素数３〜３０、より好ましくは炭素数８〜３０、更に好ましくは炭素数１８〜３０、例えば、トリフェニルフォスフィンオキシド配位子など）であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
【００６２】
これらの中でも、発光性材料の具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１、ＷＯ０５／１９３７３Ａ２、特開２００１−２４７８５９、特開２００２−３０２６７１、特開２００２−１１７９７８、特開２００３−１３３０７４、特開２００２−２３５０７６、特開２００３−１２３９８２、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ１２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特開２００６−２５６９９９、特開２００７−１９４６２、特開２００７−８４６３５、特開２００７−９６２５９等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい発光性材料としては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、及びＣｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体が好ましい。更に、発光効率、駆動耐久性、色度等の観点で、３座以上の多座配位子を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体が特に好ましい。
【００６３】
《蛍光発光材料》
前記蛍光発光材料としては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、又はペンタセンなど）、８−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン、及びこれらの誘導体などを挙げることができる。
【００６４】
これらの中でも、発光材料の具体例としては、特開２００９−１６５７９号公報の段落［００５４］〜［００６４］に例示の具体化合物、特開２００８−２１８９７２号公報の段落［００５９］〜［００６８］に例示の具体化合物、及び、後述する実施例で使用した発光材料１などを挙げることができるが、適宜、選択されるものであるため、これらに限定されるものではない。
【００６５】
発光層中の発光材料は、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、０．１質量％〜５０質量％含有されるが、耐久性、外部量子効率の観点から１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、２質量％〜４０質量％含有されることがより好ましい。
【００６６】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、２ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、外部量子効率の観点で、３ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００６７】
＜ホスト材料＞
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料（正孔輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト材料（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。
【００６８】
《正孔輸送性ホスト》
本発明に用いられる正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チオフェン、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、有機シラン、カーボン膜、及び、それらの誘導体等が挙げられる。
好ましくは、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体であり、より好ましくは、分子内にカルバゾール基を有するものが好ましい。
【００６９】
《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．４ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．３ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【００７０】
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、及びそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
【００７１】
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物（Ａ）は金属に配位する少なくとも１つの窒素原子又は酸素原子又は硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、又はパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、又はパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、又はパラジウムイオンである。
【００７２】
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
【００７３】
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であっても良い。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
【００７４】
ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、及びキノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、及び２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、及びトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、及びアントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、及びベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、又はシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、又は芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
【００７５】
金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開２００２−２３５０７６、特開２００４−２１４１７９、特開２００４−２２１０６２、特開２００４−２２１０６５、特開２００４−２２１０６８、特開２００４−３２７３１３等に記載の化合物が挙げられる。
【００７６】
また、本発明におけるホスト材料の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上９５質量％以下であることが好ましい。
【００７７】
また、本発明に用いられるホスト材料は、ガラス転移点が５０℃以上１５０℃以下であることが好ましい。より好ましくは、ガラス転移点が６０℃以上１５０℃以下である。ホスト材料のガラス転移点が５０℃未満では、素子の耐熱性の点で好ましくなく、１５０℃を越えると製膜後の熱処理が困難になる点で好ましくない。
【００７８】
これらの中でも、本発明におけるホスト材料の具体例としては、特開２００９−１６５７９号公報の段落［００７９］〜［００８３］に例示の具体化合物、及び、後述する実施例で使用したホスト材料１などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００７９】
（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
本発明においては、少なくとも一層の、発光層に隣接する層は正孔輸送層であることが好ましく、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が２種以上の正孔輸送材料であることが好ましい。二種以上の化合物を混合する事により、陽極からの正孔注入性、及び発光層への正孔注入性の優れた塗布型の正孔注入層を提供することができる。また、低分子化合物を２種以上混合する事により、結晶化等の熱安定性を大幅に増す事ができ、素子の熱安定性を向上させる事が可能となる。
２種以上の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルの差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下であることがより好ましい。
塗布型素子において、正孔注入層として一般的にはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳやアリールアミン系ポリマー、スターバーストアミン型等の材料が用いられるが、これらはイオン化ポテンシャルが小さい。このため、ＩＴＯ等の陽極からの正孔注入障壁は小さいが、発光層への正孔注入障壁が大きく、駆動電圧上昇、耐久性悪化の要因となる。正孔注入層と発光層の間に階段層を設け、正孔注入を促進する事も可能であるが、イオン化ポテンシャルの差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下である２種以上の正孔輸送材料を用いることにより、層の数を減らすことができ、よりコストを低減することができる。
【００８０】
具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、等を含有する層であることが好ましい。
本発明においては、２種以上の正孔輸送材料がアリールアミン誘導体又はカルバゾール誘導体を含むことが好ましく、アリールアミン誘導体及びカルバゾール誘導体を含むことが好ましい。この理由は、これらの材料が正孔輸送性が大きく、かつ安定であるためである。
【００８１】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔注入層あるいは正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。
【００８２】
具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンなどのハロゲン化金属、五酸化バナジウム、及び三酸化モリブデンなどの金属酸化物などが挙げられる。
【００８３】
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどを好適に用いることができる。
この他にも、特開平６−２１２１５３、特開平１１−１１１４６３、特開平１１−２５１０６７、特開２０００−１９６１４０、特開２０００−２８６０５４、特開２０００−３１５５８０、特開２００１−１０２１７５、特開２００１−１６０４９３、特開２００２−２５２０８５、特開２００２−５６９８５、特開２００３−１５７９８１、特開２００３−２１７８６２、特開２００３−２２９２７８、特開２００４−３４２６１４、特開２００５−７２０１２、特開２００５−１６６６３７、特開２００５−２０９６４３等に記載の化合物を好適に用いることが出来る。
【００８４】
このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、又はフラーレンＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、又は２，３，５，６−テトラシアノピリジンがより好ましく、テトラフルオロテトラシアノキノジメタンが特に好ましい。
【００８５】
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。
【００８６】
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００８７】
（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。
本発明においては、少なくとも一層の発光層に隣接する層が電子輸送層であることが好ましい。また、電子輸送層が、２種以上の電子輸送材料を含む液により形成されたことが好ましい。二種以上の化合物を混合する事により、陰極からの電子注入性、及び発光層への電子注入性の優れた塗布型の電子注入層を提供することができる。
２種以上の電子輸送材料の電子親和力の差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下であることがより好ましい。
具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【００８８】
本発明の有機ＥＬ素子の電子注入層あるいは電子輸送層には、電子供与性ドーパントを含有させることができる。電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属や還元性有機化合物などが好適に用いられる。金属としては、特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、及びＹｂなどが挙げられる。また、還元性有機化合物としては、例えば、含窒素化合物、含硫黄化合物、含リン化合物などが挙げられる。この他にも、特開平６−２１２１５３、特開２０００−１９６１４０、特開２００３−６８４６８、特開２００３−２２９２７８、特開２００４−３４２６１４等に記載の材料を用いることが出来る。
【００８９】
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１質量％〜９９質量％であることが好ましく、１．０質量％〜８０質量％であることが更に好ましく、２．０質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。
【００９０】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９１】
（正孔ブロック層）
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する化合物の例としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９２】
（電子ブロック層）
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９３】
（材料の精製）
有機電界発光素子の有機層を構成する材料は、精製したものを用いることが好ましく、少なくとも１つ以上の材料がゾーンメルト法により精製した材料であることがより好ましい。ゾーンメルト法は昇華精製が難しい、分解しやすい、昇華温度の高い、又は比較的高分子量である材料の精製が容易である。湿式製膜法に適した材料はアモルファス性が高く、昇華精製が難しく、昇華により精製を行うと素子性能が低下する場合がある。
【００９４】
ゾーンメルト法による精製と湿式製膜を組み合わせることで、性能の高い素子が実現できる。特に、スプレー塗布と組み合わせることで、より耐久性と効率の高い素子が実現できる。
また、少なくとも１つ以上の材料がゾーンメルト法により精製した材料であり、湿式製膜法（好ましくはスプレー塗布法）により作製した有機電界発光素子であることがより好ましい。
ゾーンメルト精製が効率的にできる材料は、形成した層の界面に乱れがなく、きれいに（平滑に）形成することができる。これは、ゾーンメルト精製のほうが昇華精製よりも精製温度が低いためである。塗布プロセス温度は通常ゾーンメルト精製の温度に、より近い。すなわち、ゾーンメルト精製が効率的にできる材料のほうが、塗布プロセスにおいても配列乱れの少ない膜が形成できる。膜の配列乱れが少ないと、作製した有機電界発光素子の発光効率の向上、耐久性の向上が期待される。
前記材料のＴｇは、１００℃〜４００℃の範囲であることが好ましい。また、材料が、電荷注入材料、電荷輸送材料、ホスト材料、発光材料であることが好ましく、カルバソール誘導体、アリールアミン誘導体、又は金属錯体であることがより好ましい。
【００９５】
（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、ＣａＦ２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００９６】
保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
【００９７】
（封止）
更に、本発明の有機ＥＬ素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、及び酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、及びシリコーンオイル類が挙げられる。
【００９８】
また、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミ等による無機封止やアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ゴム系樹脂、エステル系樹脂等による樹脂封止にて封止する方法も好適に用いられる。
【００９９】
（封止接着剤）
本発明に用いられる封止接着剤は、端部よりの水分や酸素の侵入を防止する機能を有する。
＜素材＞
前記封止接着剤の材料としては、前記樹脂封止層で用いる材料と同じものを用いることができる。中でも、水分防止の点からエポキシ系の接着剤が好ましく、中でも光硬化型接着剤あるいは熱硬化型接着剤が好ましい。
【０１００】
また、上記材料にフィラーを添加することも好ましい。
封止剤に添加されているフィラーとしては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ（酸化ケイ素）、ＳｉＯＮ（酸窒化ケイ素）又はＳｉＮ（窒化ケイ素）等の無機材料が好ましい。フィラーの添加により、封止剤の粘度が上昇し、加工適正が向上し、及び耐湿性が向上する。
【０１０１】
＜封止接着剤の処方＞
・ポリマー組成、濃度
封止接着剤としては特に限定されることはなく、前記のものを用いることができる。
例えば光硬化型エポキシ系接着剤としては長瀬ケムテック（株）製のＸＮＲ５５１６を挙げることができる。
・厚み
封止接着剤の塗布厚みは１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。これよりも薄いと封止接着剤を均一に塗れなくなり好ましくない。またこれよりも厚いと、水分が侵入する道筋が広くなり好ましくない。
＜封止方法＞
本発明においては、上記封止接着剤をディスペンサー等により任意量塗布し、塗布後第２基板を重ねて、硬化させることにより機能素子を得ることができる。
【０１０２】
（駆動）
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機ＥＬ素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【０１０３】
本発明の発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板・ＩＴＯ層・有機層の屈折率を制御する、基板・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
【０１０４】
本発明の発光素子は、陽極側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であっても良い。
【０１０５】
本発明における有機ＥＬ素子は、共振器構造を有しても良い。例えば、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明又は半透明電極、発光層、及び金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
別の好ましい態様では、透明基板上に、透明又は半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。共振構造を形成するためには、２つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長の得るのに最適な値となるよう調整される。第１の態様の場合の計算式は特開平９−１８０８８３号明細書に記載されている。第２の態様の場合の計算式は特開２００４−１２７７９５号明細書に記載されている。
【０１０６】
有機ＥＬディスプレイをフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３頁〜３７頁に記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の有機ＥＬ素子による白色発光をカラーフィルターを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の有機ＥＬ素子による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
また、上記方法により得られる異なる発光色の有機ＥＬ素子を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。
【０１０７】
（応用）
本発明の有機ＥＬ素子及び製造方法は、デジタルスチルカメラのディスプレイ、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、ＴＶモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で幅広い分野で応用される。
【０１０８】
（表示装置）
次に、図２を参照して本発明の実施形態に係る表示装置について説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る表示装置の一例を概略的に示した断面図である。
図２に示すように、本発明の実施形態に係る表示装置２０は、透明基板（支持基板）２、有機ＥＬ素子１０、封止容器１６等を具備している。
【０１０９】
有機ＥＬ素子１０は、基板２上に、陽極（第一電極）３、有機層１１、陰極（第二電極）９が順次積層されて構成されている。また、陰極９上には、保護層１２が積層されており、更に、保護層１２上には接着層１４を介して封止容器１６が設けられている。なお、各電極３、９の一部、隔壁、絶縁層等は省略されている。
ここで、接着層１４としては、前記した封止接着剤からなる層であることが好ましい。
このような表示装置２０は、有機ＥＬ素子１０からの発光を、基板２の陽極３とは反対側の面を表示面として、表示するものである。
【０１１０】
（照明装置）
次に、図３を参照して本発明の実施形態に係る照明装置について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る照明装置の一例を概略的に示した断面図である。
本発明の実施形態に係る照明装置４０は、図３に示すように、前述した有機ＥＬ素子１０と、光散乱部材３０とを備えている。より具体的には、照明装置４０は、有機ＥＬ素子１０の基板２と光散乱部材３０とが接触するように構成されている。
光散乱部材３０は、光を散乱できるものであれば特に制限されないが、図３においては、透明基板３１に微粒子３２が分散した部材とされている。透明基板３１としては、例えば、ガラス基板を好適に挙げることができる。微粒子３２としては、透明樹脂微粒子を好適に挙げることができる。ガラス基板及び透明樹脂微粒子としては、いずれも、公知のものを使用できる。このような照明装置４０は、有機ＥＬ素子１０からの発光が光散乱部材３０の光入射面３０Ａに入射されると、入射光を光散乱部材３０により散乱させ、散乱光を光出射面３０Ｂから照明光として出射するものである。
【実施例】
【０１１１】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の主旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
（塗布液の調製）
あらかじめ減圧乾燥（２００℃×１時間、０．１気圧）したモレキュラーシーブス４Ａ／８Ｘを２０質量％添加し、１時間放置した。窒素置換されたグローブボックス（露点―６８度、酸素濃度１０ｐｐｍ）内で窒素バブリングによる脱酸素処理を行い、フィルター（孔径０．２μｍ、ＰＴＦＥメンブレンフィルター）処理することで、塗布液を調製した。
（スプレー塗布機）
グローブボックス（露点−４５℃、酸素濃度５０ｐｐｍ）内に設置した、スプレー塗布機に、窒素（純度９９．９％、露点−４０℃以下）を供給源とし、ガスフィルター：ＳＦＢ１００−０２（ＳＭＣ株式会社製品名）を介して接続した。
【０１１２】
〔実施例１〕
酸化インジウム錫（ＩＴＯと略記する）蒸着層を有するガラス基板（ジオマテック（株）製、表面抵抗１０Ω／□、サイズ：０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極上にスプレー法により下記層を、順次、設けた。なお、各層の形成において、エアロゾルのキャリアガスを窒素ガスとし、キャリアガス量を１L／分とした。また、エアロゾルにおける液体粒子の粒子径を１μｍに設定した。
【０１１３】
（１）正孔輸送層（５０ｎｍ）：スプレー法により、下記正孔輸送材１及び正孔輸送材２
（質量比：５０／５０）のジクロロメタン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる正孔輸送層の厚みが５０ｎｍとなる量で、透明陽極上に塗布した後、７０℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、正孔輸送材１及び正孔輸送材２は、昇華精製により精製がなされたものを使用した。正孔輸送材１と正孔輸送材２のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐ＝０．４ｅＶであった。
【０１１４】
（２）発光層（４０ｎｍ）：スプレー法により、ホスト材料１：ＣＤＢＰ及び発光材料１：化合物Ａを質量比９５：５で含有するキシレン溶液（固形分濃度：０．６質量％）を、得られる発光層の厚みが４０ｎｍとなる量で、正孔輸送層上に塗布した後、１００℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、ホスト材料１及び発光材料１は、それぞれ、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
【０１１５】
（３）電子輸送層（３０ｎｍ）：基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにＢＡｌｑを入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱してＰＢＤ（２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）を蒸着速度０．２ｎｍ／秒で前記発光層上に蒸着して、膜厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
【０１１６】
（４）電子注入層（１ｎｍ）：真空蒸着法により、ＬｉＦを、得られる電子注入層
の厚みが１ｎｍとなる量で、電子輸送層上に堆積させた。
（５）陰極（１００ｎｍ）：真空蒸着法により、アルミニウム（Ａｌ）を、得られる陰極の厚みが１００ｎｍとなる量で、電子注入層上に堆積させた。
【０１１７】
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（長瀬ケムテック（株）製のＸＮＲ５５１６）用いて封止することにより、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。
【０１１８】
〔実施例２、３及び比較例１〜２〕
実施例１において、正孔輸送層の正孔輸送材１及び正孔輸送材２の質量比を表１に記載の割合に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例２、３及び比較例１〜２の有機ＥＬ素子を形成した。
【０１１９】
〔比較例３〕
実施例１において、正孔輸送層を以下の正孔輸送層に置き換えた以外は、実施例１と同様の手順を行うことにより、比較例３の有機ＥＬ素子を形成した。
（１）正孔輸送層（５０ｎｍ）：基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにそれぞれ正孔輸送材１と正孔輸送材２を設置した。真空槽を４×１０−5Ｐａまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱して正孔輸送材１と正孔輸送材２の重量比が５０：５０になるように蒸着速度を調整し、前記基板上に蒸着して、膜厚５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２０】
〔比較例４〕
実施例１において、正孔輸送層を以下の正孔輸送層に置き換えた以外は、実施例１と同様の手順を行うことにより、比較例３の有機ＥＬ素子を形成した。
（１）正孔輸送層（５０ｎｍ）：スピンコート法により、下記正孔輸送材１及び正孔輸送材２（質量比：５０／５０）のジクロロメタン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる正孔輸送層の厚みが５０ｎｍとなる量で、透明陽極上に塗布した後、７０℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、正孔輸送材１及び正孔輸送材２は、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
【０１２１】
【化１】
【０１２２】
（有機ＥＬ素子の評価）
得られた実施例及び比較例の有機ＥＬ素子を下記の評価基準で評価した。評価結果を表１に示す。
【０１２３】
＜発光効率＞
作製した有機ＥＬ素子をＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し、輝度１０００ｃｄ／ｍ２に発光させた。その発光スペクトルと光量をトプコン社製輝度計ＳＲ−３を用いて測定し、発光スペクトル、光量と測定時の電流から外部量子効率を計算した。
【０１２４】
＜駆動電圧＞
作製した有機ＥＬ素子をＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し、発光輝度１０００ｃｄ／ｍ２に到達する電圧を駆動電圧として評価した。
【０１２５】
＜耐久性＞
作製した有機ＥＬ素子をＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２の条件で連続駆動試験を行い、輝度が半減した時間（輝度が５００ｃｄ／ｍ２となるまでの時間）を耐久時間を求め、比較例１を基準としてその相対値で比較した。
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
〔実施例４〜６及び比較例５〜６〕
実施例１において、正孔輸送材を表２に記載の正孔輸送材３及び正孔輸送材４に換え、表２の割合に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例４〜６及び比較例の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材３と正孔輸送材４のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．３ｅＶであった。
なお、輝度半減時間については。比較例５を基準として、相対比較を行った。
【０１２８】
〔比較例７〕
比較例３において、正孔輸送材を表２に記載の正孔輸送材３及び正孔輸送材４に換えた以外は比較例３と同様の手順を行うことにより、比較例７の有機ＥＬ素子を形成した。
〔比較例８〕
比較例４において、正孔輸送材を表２に記載の正孔輸送材３及び正孔輸送材４に換えた以外は比較例４と同様の手順を行うことにより、比較例８の有機ＥＬ素子を形成した。
【０１２９】
【化２】
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
〔実施例７〕
実施例１において、正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材１及び正孔輸送材５に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例７の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材１と正孔輸送材５のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．２ｅＶであった。
【０１３２】
【化３】
【０１３３】
〔実施例８〕
実施例１において、正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材１及び正孔輸送材６に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例８の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材１と正孔輸送材６のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．１ｅＶであった。
【０１３４】
【化４】
【０１３５】
〔実施例９〕
実施例１において、正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材１及び正孔輸送材７に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例９の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材１と正孔輸送材７のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．６ｅＶであった。
なお、（実施例７〜９）の輝度半減時間については、比較例１を基準として、相対比較を行った。
【０１３６】
【化５】
【０１３７】
【表３】
【０１３８】
〔比較例９〕
実施例１において、正孔輸送層の正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材１及び正孔輸送材８（ＰＴＰＤＥＳ２：ケミプロ化成製、質量平均分子量：１５，０００）に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、比較例９の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材１と正孔輸送材８のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．１ｅＶであった。
なお、輝度半減時間については。比較例１を基準として、相対比較を行った。
【０１３９】
【化６】
【０１４０】
【表４】
【０１４１】
〔比較例１０〕
実施例１において、正孔輸送層の正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材２及び正孔輸送材８（ＰＴＰＤＥＳ２：ケミプロ化成製、質量平均分子量：１５，０００）に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、比較例１０の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材２と正孔輸送材８のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．５ｅＶであった。
なお、輝度半減時間については。比較例１を基準として、相対比較を行った。
【０１４２】
【化７】
【０１４３】
【表５】
【０１４４】
〔実施例１０〕
実施例１において、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を、以下の正孔輸送層及び電子輸送層に置き換えた以外は、実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例１０の有機ＥＬ素子を形成した。電子輸送材１と電子輸送材２との電子親和力の差：△Ｅａは０．４ｅＶであった。
【０１４５】
（１）正孔輸送層（５０ｎｍ）：スプレー法により、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ溶液（（ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体）／（バイエル社製ＡＩ４０８３、質量平均分子量：１００，０００））の水溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる正孔輸送層の厚みが５０ｎｍとなる量で、透明陽極上に塗布した後、１５０℃、５時間の真空乾燥を行った。
（２）発光層（４０ｎｍ）：スプレー法により、下記ホスト２及び発光材２を質量比９５：５で含有するキシレン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる発光層の厚みが４０ｎｍとなる量で、正孔輸送層上に塗布した後、１００℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、ホスト材料１及び発光材料１は、それぞれ、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
（３）電子輸送層（３０ｎｍ）：スプレー法により、電子輸送材１と電子輸送材２を質量比５０：５０で含有するトルエン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる電子輸送層の厚みが３０ｎｍとなる量で、発光層上に塗布した後、１００℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、電子輸送材１と電子輸送材２は、それぞれ、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
【０１４６】
〔実施例１１、１２及び比較例１１〜１２〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１と電子輸送材２の質量比を表６に記載の割合に換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、実施例１１、１２及び比較例１１〜１２の有機ＥＬ素子を形成した。
【０１４７】
〔比較例１３〕
実施例１０において、電子輸送層を以下の電子輸送層に置き換えた以外は、実施例１０と同様の手順を行うことにより、比較例１３の有機ＥＬ素子を形成した。
（３）電子輸送層（３０ｎｍ）：基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにそれぞれ電子輸送材１と電子輸送材２を設置した。真空槽を４×１０−5Ｐａまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱して電子輸送材１と電子輸送材２の重量比が５０：５０になるように蒸着速度を調整し、前記基板上に蒸着して、膜厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
〔比較例１４〕
実施例１０において、電子輸送層を以下の電子輸送層に置き換えた以外は、実施例１０と同様の手順を行うことにより、比較例１４の有機ＥＬ素子を形成した。
（３）電子輸送層（５０ｎｍ）：スピンコート法により、電子輸送材１及び電子輸送材２（質量比：５０／５０）のトルエン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる正孔輸送層の厚みが３０ｎｍとなる量で、発光上に塗布した後、１００℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、電子輸送材１及び電子輸送材２は、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
なお、輝度半減時間については。比較例１１を基準として、相対比較を行った。
【０１４８】
【化８】
【０１４９】
【表６】
【０１５０】
〔実施例１３〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１と及び電子輸送材２を下記電子輸送層の電子輸送材２及び電子輸送材３に換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、実施例１３の有機ＥＬ素子を形成した。電子輸送材２と電子輸送材３の電子親和力の差：△Ｅａは０．２ｅＶであった。
【０１５１】
【化９】
【０１５２】
〔実施例１４〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材２を下記電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材３に換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、実施例１４の有機ＥＬ素子を形成した。電子輸送材１と電子輸送材３の電子親和力の差：△Ｅａは０．６ｅＶであった。
【０１５３】
【化１０】
【０１５４】
〔実施例１５〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材２を下記電子輸送層の電子輸送材３及び電子輸送材４に換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、実施例１５の有機ＥＬ素子を形成した。電子輸送材３と電子輸送材４の電子親和力の差：△Ｅａは０．１ｅＶであった。
なお、（実施例１３〜１５）の輝度半減時間については。比較例１１を基準として、相対比較を行った。
【０１５５】
【化１１】
【０１５６】
【表７】
【０１５７】
〔比較例１５〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材２を上記電子輸送層の電子輸送材３のみに換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、比較例１２の有機ＥＬ素子を形成した。
【０１５８】
〔比較例１６〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材２を上記電子輸送層の電子輸送材４のみに換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、比較例１３の有機ＥＬ素子を形成した。
なお、（比較例１５〜１６）の輝度半減時間については。比較例１１を基準として、相対比較を行った。
【０１５９】
【表８】
【０１６０】
〔実施例１６〕
（熱安定性試験）
実施例１，２，３の有機ＥＬ素子及び比較例１，２の有機ＥＬ素子について、それぞれ１１０℃で２４時間熱処理し、その前後での発光効率及び駆動電圧を評価した。その結果を表９に示した。
【０１６１】
【表９】
【０１６２】
実施例１〜３のＥＬ素子は正孔輸送材１と正孔輸送材２が混合されているため、１１０℃で熱処理しても、外部量子効率、駆動電圧共に変動が少ない。一方、比較例１、比較例２素子は正孔輸送材１又は正孔輸送材２が単独で用いられており、これらのＴｇより高い温度で熱処理をすることにより、外部量子効率、駆動電圧が大幅に悪化した。（Ｔｇ（正孔輸送材１）：９５℃、Ｔｇ（正孔輸送材２）：９７℃）
【０１６３】
〔実施例２０１〕
（ゾーンメルト法による精製）
直径１０ｍｍパイレックス（登録商標）管に下記化合物２０１−１を１０ｇ入れ、油回転ポンプを用いて１０Ｐａで真空封入する。
【０１６４】
【化１２】
【０１６５】
つぎに、下降型ゾーンメルト法により１ｃｍ／ｍｉｎの移動速度、溶融帯４ｃｍにて下降させることで精製を行った。得られた化合物を不活性雰囲気下にて、取り出し、遮光、不活性雰囲気下にて保管した。
同様にして、化合物２０１−２をゾーンメルト法により精製した。
【０１６６】
【化１３】
【０１６７】
（正孔輸送層塗布液２０１の調製）
化合物２０１−１を５質量部と、化合物２０１−２を５質量部とを、電子工業用キシレン（関東化学製）９９０質量部に溶解し、正孔輸送層塗布液２０１を調製した。
【０１６８】
（有機ＥＬ素子２０１の作製）
２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを１５０ｎｍの厚さで蒸着し製膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
このＩＴＯガラス基板上に、ＰＴＰＤＥＳ−２（ケミプロ化成製）を２質量部と、シクロヘキサノンを９８質量部に溶解した塗布液をスピンコートし、乾燥することで正孔注入層を成膜した（膜厚約４０ｎｍ）。
その上に、正孔輸送層塗布液２０１を用いて、スプレー塗布により成膜し、正孔輸送層とした（膜厚約２０ｎｍ）。乾燥は、真空下にて１２０℃、１時間行った。
次いで、その上に、真空蒸着法により、ホスト材としてＣＢＰを、発光材料としてＩｒ（ｐｐｙ）３を重量比で９５：５となるように、発光層を成膜した。
次いで、その上に、真空蒸着法にてＢＡｌｑを膜厚４０ｎｍに蒸着し電子注入層とした。そして、この上にフッ化リチウムを１ｎｍ蒸着し、更に金属アルミニウムを７０ｎｍ蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止した。
【０１６９】
【化１４】
【０１７０】
〔比較例２０１−１〕
（正孔輸送層塗布液２０１−１の調製）
化合物２０１−１を１０質量部と電子工業用キシレン（関東化学製）９９０質量部に混合、溶解し、正孔輸送層塗布液２０１−１を調製した。
（比較有機ＥＬ素子２０１−１の作製）
正孔輸送層塗布液を２０１−１に変更した以外には、実施例２０１と同様に有機ＥＬ素子２０１−１を作製した。
【０１７１】
〔比較例２０１−２〕
（正孔輸送層塗布液２０１−２の調製）
化合物２０２−１を１０質量部と電子工業用キシレン（関東化学製）９９０質量部に混合、溶解し、正孔輸送層塗布液２０１−１を調製した。
（比較有機ＥＬ素子２０１−２の作製）
正孔輸送層塗布液を２０１−２に変更した以外には、実施例２０１と同様に有機ＥＬ素子２０１−２を作製した。
【０１７２】
〔素子評価〕
得られた素子に対し、上述の評価基準にて外部量子効率と素子耐久性の評価を行った。なお、評価結果は下記表１０に比較例２０１−２の値を基準に、相対値で示した。
【０１７３】
【表１０】
【０１７４】
ゾーンメルト精製した化合物を用いて、２種混合した正孔輸送層を用いることで、外部量子効率と素子耐久性が向上するのを確認できた。
【符号の説明】
【０１７５】
２ 基板
３ 陽極
４ 正孔注入層
５ 正孔輸送層
６ 発光層
７ 正孔ブロック層
８ 電子輸送層
９ 陰極
１０ 有機ＥＬ素子
１１ 封止容器
１２ 保護層
１４ 接着層
２０ 表示装置
３０ 光散乱部材
３０Ａ 光入射面
３０Ｂ 光出射面
３１ 透明基板
３２ 微粒子
４０ 照明装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子、有機電界発光素子の製造方法、表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料を利用したデバイスとして、有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）、有機半導体を利用したトランジスタなどの研究が活発に行われている。特に、有機ＥＬ素子は、固体発光型の大面積フルカラー表示素子や安価な大面積な面光源としての照明用途としての発展が期待されている。一般に有機電界発光素子は発光層を含む有機層及び該有機層を挟んだ一対の対向電極から構成される。このような有機電界発光素子に電圧を印加すると、有機層に陰極から電子が注入され陽極から正孔が注入される。この電子と正孔が発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際にエネルギーを光として放出することにより発光が得られる。
【０００３】
有機電界発光素子の製造において、一対の電極間に設けられる有機層である薄膜を形成する方法としては、蒸着法として真空蒸着、湿式法としてスピンコーティング法、印刷法、インクジェット法等が行われている。
【０００４】
蒸着法は、真空中で基板上に薄膜を形成する手法であり、このような、蒸着を利用して作製された有機電界発光素子（以下、蒸着型有機ＥＬ素子とも言う）は、携帯電話やテレビ等のディスプレイの発光源として実用化されている。
しかしながら、蒸着型有機ＥＬ素子の製造における蒸着工程は、蒸着装置に対する設備コストや、材料を蒸着させる際のエネルギーコストが大きく、有機電界発光素子の製造コストを更に低減化することが求められている。
【０００５】
湿式法は、蒸着等のドライプロセスでは成膜が困難な高分子の有機化合物も使用可能となり、蒸着法等に比べて製膜方法が簡便であること、塗り分けのためのシャドウマスクや真空装置が不要であり、フレキシブルなディスプレイ等に用いる場合は耐屈曲性や膜強度等の耐久性の点で適している等の利点があり、特に大面積化、高精細化に向いており、今後の大画面有機ＥＬディスプレイに適した手法である。
【０００６】
例えば特許文献１，２には、有機ＥＬ素子を構成する層が塗布法を用いて作製された有機電界発光素子（以下、塗布型有機ＥＬ素子とも言う）が開示されている。
特許文献３には有機層の少なくとも１層は、昇華精製を行った少なくとも１種の有機化合物を含む２種以上の有機化合物を用いてウェットプロセスで形成した有機層を含む素子が開示されている。
また、特許文献４には分散安定剤を塗布分散液に含有させることにより、分散安定性が良好な、有機エレクトロルミネッセンス素子用非水塗布分散液が開示されている。更に、該塗布分散液又は該非水塗布分散液を用いて形成した、高い外部取り出し量子効率を示し、かつ、発光寿命が長い有機ＥＬ素子が開示されている。
【０００７】
しかしながら、塗布型有機ＥＬ素子には、発光効率及び耐久性が低いという不具合があった。塗布型ＥＬ素子で発光効率や素子耐久性の劣化を招く原因としては、不純物が影響していると考えられている。このため、蒸着法による製膜ができない高分子材料については塗布法を採用する場合があったが、蒸着法による製膜が可能な低分子の材料は、より高い素子性能が得られる蒸着法を用いて製膜されるのが一般的であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１６０３８８号公報
【特許文献２】特開２００７−４２３１４号公報
【特許文献３】特開２００８−６６７５９号公報
【特許文献４】特開２００７−１６５２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低く、製造コストを低減できる有機電界発光素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低い有機電界発光素子を低い製造コストで製造可能な有機電界発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
更に、本発明は、上記有機電界発光素子を具備する表示装置及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
〔１〕
一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子であって、
該少なくとも一層の、発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成されたことを特徴とする有機電界発光素子。
〔２〕
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が正孔輸送層であることを特徴とする〔１〕に記載の有機電界発光素子。
〔３〕
前記２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が、第１の低分子化合物と第２の低分子化合物の２種の化合物であり、その混合割合が質量比で２０：８０〜８０：２０であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の有機電界発光素子。
〔４〕
前記２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が２種以上の正孔輸送材料であることを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔５〕
前記２種以上の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルの差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることを特徴とする〔４〕に記載の有機電界発光素子。
〔６〕
前記２種以上の正孔輸送材料がアリールアミン誘導体又はカルバゾール誘導体であることを特徴とする〔４〕又は〔５〕に記載の有機電界発光素子。
〔７〕
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が電子輸送層であることを特徴とする〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔８〕
前記電子輸送層が、２種以上の電子輸送材料を含む液により形成されたことを特徴とする〔７〕に記載の有機電界発光素子。
〔９〕
前記２種以上の電子輸送材料の電子親和力の差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることを特徴とする〔８〕に記載の有機電界発光素子。
〔１０〕
一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
該少なくとも一層の発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
〔１１〕
前記発光層及び前記発光層に隣接する層の各々を、前記スプレー法により形成することを特徴とする〔１０〕に記載の有機電界発光素子の製造方法。
〔１２〕
〔１〕〜〔９〕に記載の有機電界発光素子、又は、〔１０〕又は〔１１〕のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法から得られた有機電界発光素子を具備する表示装置。
〔１３〕
〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の有機電界発光素子、又は、〔１０〕又は〔１１〕のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法から得られた有機電界発光素子を具備する照明装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光層に隣接する層を、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成することにより、熱安定性、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低く、製造コストを低減できる有機電界発光素子を提供できる。
また、本発明によれば、熱安定性、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧が低い有機電界発光素子を低い製造コストで製造可能な有機電界発光素子の製造方法を提供できる。
更に、本発明によれば、上記有機電界発光素子を具備する表示装置及び照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の層構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る表示装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る照明装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子であって、
該少なくとも一層の、発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成されている。
【００１５】
ここで、本発明における低分子化合物とは、不飽和結合を持った化合物（いわゆる重合性モノマー）を、開始剤を使用しつつその不飽和結合を開裂させ、連鎖的に結合を成長させることによって得られる、いわゆるポリマーやオリゴマーではなく、分子量１５００以下の一定の分子量を有する化合物（実質的に分子量分布を有さない化合物）である。なお、分子量は、通常、１００以上である。
【００１６】
これにより、発光層に隣接する層を形成する材料は、ポリマー合成やオリゴマー合成に用いられる重合開始剤、重合停止剤、連鎖移動剤等の化合物に由来する不純物を含まない。これにより、このような不純物が該層の機能を劣化させることを回避できるので、発光効率及び耐久性に優れる有機電界発光素子が得られるものと考えられる。
【００１７】
分子量１５００以下の低分子化合物は、公知の精製方法により、精製されたものであることがより好ましい。これにより、より確実に、不純物が各層の機能を劣化させることを回避できる。公知の精製方法としては、昇華精製法、再結晶精製法、カラム精製法等を挙げることができる。ポリマーやオリゴマーは、繰り返し単位が反応等で意図しない構造を有するようになった場合、このようなポリマーやオリゴマーを精製で除去することは非常に難しいため、その観点からも、分子量１５００以下の低分子化合物であることが好ましい。
【００１８】
分子量１５００以下の低分子化合物は、２種以上であり、２〜４種であることが好ましく、２〜３種であることがより好ましく、２種であることが更に好ましい。
分子量１５００以下の低分子化合物が２種である場合、第１の低分子化合物と第２の低分子化合物の混合割合は質量比で２０：８０〜８０：２０が好ましく、３０：７０〜７０：３０がより好ましい。
【００１９】
更に、上記構成の本発明の有機ＥＬ素子は、駆動電圧を低くできるものである。
【００２０】
また、層を構成する材料が溶剤に溶解又は分散された液をスプレー塗布することにより形成されているので、上記したように、蒸着工程を採用する必要が無く、有機ＥＬ素子の製造コストを低減できる。
【００２１】
図１は、本発明に係る有機ＥＬ素子の構成の一例を示している。図１に示される本発明に係る有機電界発光素子１０は、支持基板２上において、陽極３と陰極９との間に有機層が挟まれている。より具体的には、有機層は、例えば、陽極上の正孔注入層４と、該正孔注入層４上の正孔輸送層５と、該正孔輸送層５上の発光層６と、該発光層６上の正孔ブロック層７と、該正孔ブロック層７上の電子輸送層８とからなる。
【００２２】
上記液の全量に対する固形分の含有量は特に制限はないが、通常、０．０００１質量％〜１０質量％であるが、スプレー法の採用を鑑みると、０．０００１質量％〜１質量％であることが好ましい。
【００２３】
また、少なくとも一層の、発光層に隣接する層は正孔輸送層であることが好ましい。
特に、正孔輸送層の上に直接的に発光層が設けられるとともに、発光層の上に直接的に電子輸送層が設けられる場合は、前記液の溶剤は、同一の有機溶剤であることが好ましく、これにより、各層間の界面の接合がより良好となるせいか、特に、発光効率及び耐久性に優れた有機ＥＬ素子が得られやすい。
【００２４】
発光層及び前記発光層に隣接する層の少なくとも１つは、上記液をスプレー法によって塗布することにより形成される。これにより、特に、スプレー法によって形成される層の下層が別の有機層である場合に、上記液の有機溶剤が、この別の有機層を意図しない度合いで溶解するなどして損傷を与える虞れをより確実に低減できるため、発光効率、耐久性及び色再現性がより確実に優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。また、スプレー法は、他の塗布方法と比較して、溶剤の使用量を抑えやすく、また、乾燥させやすいため、製造コストをより低減できる。更に、スプレー法によれば、スプレー法によって形成される層の下層を損傷することなく、層を形成することができるため、多層の薄膜を形成するのに適している。
【００２５】
なお、液をスプレー法によって塗布する工程は、換言すれば、液体粒子が気体（キャリアガス）に浮遊してなるエアロゾルを所定面上に噴射することにより、エアロゾルを塗布して層を形成する工程である。エアロゾルの形態は特に限定はされないものの、液体粒子の粒子径は、通常、０．０１〜１００μｍであり、より好ましくは、０．０１〜１０μｍである。上記気体としては、空気、窒素、アルゴン等を挙げることができる。
スプレー法に採用されるスプレー装置としては、公知のものをいずれも使用可能である。
エアロゾルのキャリアガスの流量は、０．１Ｌ／分〜１００Ｌ／分であることが好ましく、０．１Ｌ／分〜１０Ｌ／分であることがより好ましい。
エアロゾルの噴射時間は、各層の得ようとする厚みに準ずるものであり、特に限定されない。
スプレー法によって形成された層は、特に該層の上に別の層が設けられる場合、スプレー法による層形成が完了した後、一定期間、乾燥させることが好ましい。乾燥方法としては、使用する有機溶剤の種類にも依存するが、温度は２０〜２００℃であることが好ましく、乾燥時間は１分〜１０時間であることが好ましい。また、乾燥は、真空乾燥であることが好ましい。
【００２６】
本発明においては、発光層及び前記発光層に隣接する層の少なくとも１つは、上記液をスプレー法によって塗布されるが、他の層の塗布方法は、特に限定されない。例えば、スピン塗布、エアナイフ塗布、バー塗布、ブレード塗布、スライド塗布、カーテン塗布、スプレー法、キャスト法、浸漬法、インクジェット法等によって行うことができる。
なお、例えば、陽極の上に正孔輸送層が直接的に設けられている場合、通常、陽極の材料としては、後述するように、有機溶剤に対して耐性の高い材料が採用できることから、正孔輸送層に関しては、先に例示した液の塗布方法のいずれについても、好適に使用できる。
【００２７】
しかしながら、上記した利点を鑑み、例えば、発光層及び電子輸送層について、スプレー法を採用する場合は、正孔輸送層についてもスプレー法を採用することにより、塗布方法を統一できるので、結果、製造コストを低減できる。よって、発光層及び前記発光層に隣接する層の各々が前記液をスプレー法によって塗布することにより形成される形態がより好ましく、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層の各々が、前記液をスプレー法によって塗布することにより形成される形態が最も好ましい。
【００２８】
前記有機層の層構成は、上記のように、図１を参照しながら説明したが、特に制限はなく、有機ＥＬ素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。
また、有機層の形状、大きさ、及び厚み等についても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２９】
有機ＥＬ素子の層構成の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００３０】
（１）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００３１】
前記したように、本発明においては、前記発光層に隣接する層が、層を構成する材料が溶剤に溶解又は分散された液を塗布することにより形成されているが、正孔輸送層又は電子輸送層が塗布法により形成されていることが好ましく、正孔輸送層及び電子輸送層が塗布法により形成されていることがより好ましく、発光層、正孔輸送層及び電子輸送層が塗布法により形成されていることが更に好ましい。正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを含む連続した複数の層（ただし、この複数の層は有機層の一部又は全部を構成する層である）の各々において、各層を構成する材料が溶剤に溶解又は分散された液を塗布することにより形成されていることがより好ましい。すなわち、正孔輸送層と発光層との間、及び／又は、発光層と電子輸送層との間に、有機層を構成する別の層（上記層構成（２）の場合はブロック層）が介在していても良いが、上記複数の層（上記層構成（２）の場合は、正孔輸送層、発光層、ブロック層、及び、電子輸送層）は、いずれかの層が蒸着法で形成されている場合と比較して、複数の層の一端面から他端面に渡って、各層間の界面の接合が良好であるため、発光効率及び耐久性に優れ、駆動電圧を低減できる有機ＥＬ素子が得られる傾向となる。
【００３２】
有機層としては特に限定されないが、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、励起子ブロック層などを有していてもよい。またこれらの各層は、それぞれ他の機能を兼備していても良い。
【００３３】
本発明は、一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
該少なくとも一層の発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の化合物を含む液によりスプレー法で形成することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法にも関する。
有機溶剤としては前記有機溶媒が挙げられる。
また、少なくとも１層の、発光層に隣接する層がスプレー法により形成されており、発光層及び少なくとも１層の、発光層に隣接する層の各々がスプレー法により形成されていることがより好ましい。正孔輸送層及び電子輸送層がスプレー法により形成されていることがより好ましく、発光層、正孔輸送層及び電子輸送層がスプレー法により形成されていることが更に好ましい。正孔輸送層、前記発光層及び前記電子輸送層の少なくとも１つを、前記液をスプレー法によって塗布することにより形成することが好ましく、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層の各々を、前記液をスプレー法によって塗布することにより形成することがより好ましい。
【００３４】
本発明の製造方法において、前記液をスプレー法によって塗布する工程の、好ましい一態様について述べる。
本発明の有機電界発光素子が含む有機層は、以下に記載のいずれかの方法で製膜することができる。これにより、スプレー塗布による有機層を形成するにあたり、キャリアガス（不活性ガス）中の不純物（ハイドロカーボン、アミン、パーティクル）や配管中のパーティクル／オイル等の不純物を除去できるためである。
【００３５】
本発明の製造方法において、不活性ガスからなるキャリアガスと、酸素濃度１００ｐｐｍ以下、かつ水分含有率１００ｐｐｍ以下の塗布液とを混合したエアロゾルを基板上に堆積させて有機層を積層することが好ましく、該不活性ガスをフィルター処理することが好ましい。
不活性ガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウムなどの公知のガスを用いることができ、アルゴン、窒素を用いることが好ましい。
また、前記エアロゾルを基板上に堆積させて成膜した有機層中に、０．２μｍより大きいパーティクルが１００μｍ×１００μｍあたりに１個未満であることが好ましい。
酸素濃度は１００ｐｐｍ以下、露点−３０℃以下の不活性ガスの雰囲気下で、製膜することが好ましい。また、上記の方法により製膜した有機層を、酸素濃度１００ｐｐｍ以下、露点−３０℃以下の不活性ガスの雰囲気下で乾燥、又はアニールすることが好ましい。更に、前記塗布液に対し、不溶な有機層に堆積させて有機層を積層することが好ましい。
【００３６】
次に、本発明の有機ＥＬ素子を構成する要素について、詳細に説明する。
【００３７】
（基板）
本発明で使用する基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、及びポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【００３８】
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。
【００３９】
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【００４０】
基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００４１】
（陽極）
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。陽極は、通常、透明陽極として設けられる。
【００４２】
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫
（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
【００４３】
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
【００４４】
本発明の有機ＥＬ素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【００４５】
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００４６】
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
【００４７】
陽極の抵抗値としては、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。
【００４８】
なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
【００４９】
（陰極）
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
【００５０】
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、及びイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
【００５１】
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
【００５２】
なお、陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
【００５３】
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
【００５４】
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００５５】
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【００５６】
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さに薄く成膜し、更にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
【００５７】
（有機層）
本発明における有機層について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の有機層は、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを含んでいる。
なお、有機層を構成する、上記の層（正孔輸送層、発光層と電子輸送層）以外の他の層としては、前述したごとく、ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。
【００５８】
（発光層）
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、非晶質有機半導体を含有する薄膜である。
発光層は発光材料のみで構成されていても良いが、好ましくはホスト材料と発光材料（発光性ドーパントとも称される）の混合層とした構成である。
発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良いが、好ましくは、燐光発光材料である。
ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料と正孔輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。更に、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
【００５９】
発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光材料を含有することができる。また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
【００６０】
《燐光発光材料》
前記燐光発光材料としては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、金、銀、銅、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【００６１】
錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」 Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、好ましくは炭素数５〜３０、より好ましくは炭素数６〜３０、更に好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、又はナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、好ましくは炭素数５〜３０、より好ましくは炭素数６〜３０、更に好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、又はフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、更に好ましくは炭素数２〜１６であり、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数６〜２０であり、フェノラト配位子など）、シリルオキシ配位子（例えば、好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、更に好ましくは炭素数３〜２０であり、例えば、トリメチルシリルオキシ配位子、ジメチル−ｔｅｒｔ−ブチルシリルオキシ配位子、トリフェニルシリルオキシ配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子、リン配位子（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、更に好ましくは炭素数３〜２０、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルフォスフィン配位子など）、チオラト配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数６〜２０、例えば、フェニルチオラト配位子など）、フォスフィンオキシド配位子（好ましくは炭素数３〜３０、より好ましくは炭素数８〜３０、更に好ましくは炭素数１８〜３０、例えば、トリフェニルフォスフィンオキシド配位子など）であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
【００６２】
これらの中でも、発光性材料の具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１、ＷＯ０５／１９３７３Ａ２、特開２００１−２４７８５９、特開２００２−３０２６７１、特開２００２−１１７９７８、特開２００３−１３３０７４、特開２００２−２３５０７６、特開２００３−１２３９８２、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ１２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特開２００６−２５６９９９、特開２００７−１９４６２、特開２００７−８４６３５、特開２００７−９６２５９等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい発光性材料としては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、及びＣｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体が好ましい。更に、発光効率、駆動耐久性、色度等の観点で、３座以上の多座配位子を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体が特に好ましい。
【００６３】
《蛍光発光材料》
前記蛍光発光材料としては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、又はペンタセンなど）、８−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン、及びこれらの誘導体などを挙げることができる。
【００６４】
これらの中でも、発光材料の具体例としては、特開２００９−１６５７９号公報の段落［００５４］〜［００６４］に例示の具体化合物、特開２００８−２１８９７２号公報の段落［００５９］〜［００６８］に例示の具体化合物、及び、後述する実施例で使用した発光材料１などを挙げることができるが、適宜、選択されるものであるため、これらに限定されるものではない。
【００６５】
発光層中の発光材料は、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、０．１質量％〜５０質量％含有されるが、耐久性、外部量子効率の観点から１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、２質量％〜４０質量％含有されることがより好ましい。
【００６６】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、２ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、外部量子効率の観点で、３ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００６７】
＜ホスト材料＞
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料（正孔輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト材料（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。
【００６８】
《正孔輸送性ホスト》
本発明に用いられる正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チオフェン、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、有機シラン、カーボン膜、及び、それらの誘導体等が挙げられる。
好ましくは、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体であり、より好ましくは、分子内にカルバゾール基を有するものが好ましい。
【００６９】
《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．４ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．３ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【００７０】
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、及びそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
【００７１】
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物（Ａ）は金属に配位する少なくとも１つの窒素原子又は酸素原子又は硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、又はパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、又はパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、又はパラジウムイオンである。
【００７２】
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
【００７３】
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であっても良い。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
【００７４】
ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、及びキノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、及び２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、及びトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、及びアントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、及びベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、又はシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、又は芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
【００７５】
金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開２００２−２３５０７６、特開２００４−２１４１７９、特開２００４−２２１０６２、特開２００４−２２１０６５、特開２００４−２２１０６８、特開２００４−３２７３１３等に記載の化合物が挙げられる。
【００７６】
また、本発明におけるホスト材料の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上９５質量％以下であることが好ましい。
【００７７】
また、本発明に用いられるホスト材料は、ガラス転移点が５０℃以上１５０℃以下であることが好ましい。より好ましくは、ガラス転移点が６０℃以上１５０℃以下である。ホスト材料のガラス転移点が５０℃未満では、素子の耐熱性の点で好ましくなく、１５０℃を越えると製膜後の熱処理が困難になる点で好ましくない。
【００７８】
これらの中でも、本発明におけるホスト材料の具体例としては、特開２００９−１６５７９号公報の段落［００７９］〜［００８３］に例示の具体化合物、及び、後述する実施例で使用したホスト材料１などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００７９】
（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
本発明においては、少なくとも一層の、発光層に隣接する層は正孔輸送層であることが好ましく、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が２種以上の正孔輸送材料であることが好ましい。二種以上の化合物を混合する事により、陽極からの正孔注入性、及び発光層への正孔注入性の優れた塗布型の正孔注入層を提供することができる。また、低分子化合物を２種以上混合する事により、結晶化等の熱安定性を大幅に増す事ができ、素子の熱安定性を向上させる事が可能となる。
２種以上の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルの差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下であることがより好ましい。
塗布型素子において、正孔注入層として一般的にはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳやアリールアミン系ポリマー、スターバーストアミン型等の材料が用いられるが、これらはイオン化ポテンシャルが小さい。このため、ＩＴＯ等の陽極からの正孔注入障壁は小さいが、発光層への正孔注入障壁が大きく、駆動電圧上昇、耐久性悪化の要因となる。正孔注入層と発光層の間に階段層を設け、正孔注入を促進する事も可能であるが、イオン化ポテンシャルの差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下である２種以上の正孔輸送材料を用いることにより、層の数を減らすことができ、よりコストを低減することができる。
【００８０】
具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、等を含有する層であることが好ましい。
本発明においては、２種以上の正孔輸送材料がアリールアミン誘導体又はカルバゾール誘導体を含むことが好ましく、アリールアミン誘導体及びカルバゾール誘導体を含むことが好ましい。この理由は、これらの材料が正孔輸送性が大きく、かつ安定であるためである。
【００８１】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔注入層あるいは正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。
【００８２】
具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンなどのハロゲン化金属、五酸化バナジウム、及び三酸化モリブデンなどの金属酸化物などが挙げられる。
【００８３】
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどを好適に用いることができる。
この他にも、特開平６−２１２１５３、特開平１１−１１１４６３、特開平１１−２５１０６７、特開２０００−１９６１４０、特開２０００−２８６０５４、特開２０００−３１５５８０、特開２００１−１０２１７５、特開２００１−１６０４９３、特開２００２−２５２０８５、特開２００２−５６９８５、特開２００３−１５７９８１、特開２００３−２１７８６２、特開２００３−２２９２７８、特開２００４−３４２６１４、特開２００５−７２０１２、特開２００５−１６６６３７、特開２００５−２０９６４３等に記載の化合物を好適に用いることが出来る。
【００８４】
このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、又はフラーレンＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、又は２，３，５，６−テトラシアノピリジンがより好ましく、テトラフルオロテトラシアノキノジメタンが特に好ましい。
【００８５】
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。
【００８６】
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００８７】
（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。
本発明においては、少なくとも一層の発光層に隣接する層が電子輸送層であることが好ましい。また、電子輸送層が、２種以上の電子輸送材料を含む液により形成されたことが好ましい。二種以上の化合物を混合する事により、陰極からの電子注入性、及び発光層への電子注入性の優れた塗布型の電子注入層を提供することができる。
２種以上の電子輸送材料の電子親和力の差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下であることがより好ましい。
具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【００８８】
本発明の有機ＥＬ素子の電子注入層あるいは電子輸送層には、電子供与性ドーパントを含有させることができる。電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属や還元性有機化合物などが好適に用いられる。金属としては、特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、及びＹｂなどが挙げられる。また、還元性有機化合物としては、例えば、含窒素化合物、含硫黄化合物、含リン化合物などが挙げられる。この他にも、特開平６−２１２１５３、特開２０００−１９６１４０、特開２００３−６８４６８、特開２００３−２２９２７８、特開２００４−３４２６１４等に記載の材料を用いることが出来る。
【００８９】
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１質量％〜９９質量％であることが好ましく、１．０質量％〜８０質量％であることが更に好ましく、２．０質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。
【００９０】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９１】
（正孔ブロック層）
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する化合物の例としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９２】
（電子ブロック層）
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９３】
（材料の精製）
有機電界発光素子の有機層を構成する材料は、精製したものを用いることが好ましく、少なくとも１つ以上の材料がゾーンメルト法により精製した材料であることがより好ましい。ゾーンメルト法は昇華精製が難しい、分解しやすい、昇華温度の高い、又は比較的高分子量である材料の精製が容易である。湿式製膜法に適した材料はアモルファス性が高く、昇華精製が難しく、昇華により精製を行うと素子性能が低下する場合がある。
【００９４】
ゾーンメルト法による精製と湿式製膜を組み合わせることで、性能の高い素子が実現できる。特に、スプレー塗布と組み合わせることで、より耐久性と効率の高い素子が実現できる。
また、少なくとも１つ以上の材料がゾーンメルト法により精製した材料であり、湿式製膜法（好ましくはスプレー塗布法）により作製した有機電界発光素子であることがより好ましい。
ゾーンメルト精製が効率的にできる材料は、形成した層の界面に乱れがなく、きれいに（平滑に）形成することができる。これは、ゾーンメルト精製のほうが昇華精製よりも精製温度が低いためである。塗布プロセス温度は通常ゾーンメルト精製の温度に、より近い。すなわち、ゾーンメルト精製が効率的にできる材料のほうが、塗布プロセスにおいても配列乱れの少ない膜が形成できる。膜の配列乱れが少ないと、作製した有機電界発光素子の発光効率の向上、耐久性の向上が期待される。
前記材料のＴｇは、１００℃〜４００℃の範囲であることが好ましい。また、材料が、電荷注入材料、電荷輸送材料、ホスト材料、発光材料であることが好ましく、カルバソール誘導体、アリールアミン誘導体、又は金属錯体であることがより好ましい。
【００９５】
（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、ＣａＦ２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００９６】
保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
【００９７】
（封止）
更に、本発明の有機ＥＬ素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、及び酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、及びシリコーンオイル類が挙げられる。
【００９８】
また、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミ等による無機封止やアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ゴム系樹脂、エステル系樹脂等による樹脂封止にて封止する方法も好適に用いられる。
【００９９】
（封止接着剤）
本発明に用いられる封止接着剤は、端部よりの水分や酸素の侵入を防止する機能を有する。
＜素材＞
前記封止接着剤の材料としては、前記樹脂封止層で用いる材料と同じものを用いることができる。中でも、水分防止の点からエポキシ系の接着剤が好ましく、中でも光硬化型接着剤あるいは熱硬化型接着剤が好ましい。
【０１００】
また、上記材料にフィラーを添加することも好ましい。
封止剤に添加されているフィラーとしては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ（酸化ケイ素）、ＳｉＯＮ（酸窒化ケイ素）又はＳｉＮ（窒化ケイ素）等の無機材料が好ましい。フィラーの添加により、封止剤の粘度が上昇し、加工適正が向上し、及び耐湿性が向上する。
【０１０１】
＜封止接着剤の処方＞
・ポリマー組成、濃度
封止接着剤としては特に限定されることはなく、前記のものを用いることができる。
例えば光硬化型エポキシ系接着剤としては長瀬ケムテック（株）製のＸＮＲ５５１６を挙げることができる。
・厚み
封止接着剤の塗布厚みは１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。これよりも薄いと封止接着剤を均一に塗れなくなり好ましくない。またこれよりも厚いと、水分が侵入する道筋が広くなり好ましくない。
＜封止方法＞
本発明においては、上記封止接着剤をディスペンサー等により任意量塗布し、塗布後第２基板を重ねて、硬化させることにより機能素子を得ることができる。
【０１０２】
（駆動）
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機ＥＬ素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【０１０３】
本発明の発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板・ＩＴＯ層・有機層の屈折率を制御する、基板・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
【０１０４】
本発明の発光素子は、陽極側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であっても良い。
【０１０５】
本発明における有機ＥＬ素子は、共振器構造を有しても良い。例えば、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明又は半透明電極、発光層、及び金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
別の好ましい態様では、透明基板上に、透明又は半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。共振構造を形成するためには、２つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長の得るのに最適な値となるよう調整される。第１の態様の場合の計算式は特開平９−１８０８８３号明細書に記載されている。第２の態様の場合の計算式は特開２００４−１２７７９５号明細書に記載されている。
【０１０６】
有機ＥＬディスプレイをフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３頁〜３７頁に記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の有機ＥＬ素子による白色発光をカラーフィルターを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の有機ＥＬ素子による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
また、上記方法により得られる異なる発光色の有機ＥＬ素子を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。
【０１０７】
（応用）
本発明の有機ＥＬ素子及び製造方法は、デジタルスチルカメラのディスプレイ、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、ＴＶモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で幅広い分野で応用される。
【０１０８】
（表示装置）
次に、図２を参照して本発明の実施形態に係る表示装置について説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る表示装置の一例を概略的に示した断面図である。
図２に示すように、本発明の実施形態に係る表示装置２０は、透明基板（支持基板）２、有機ＥＬ素子１０、封止容器１６等を具備している。
【０１０９】
有機ＥＬ素子１０は、基板２上に、陽極（第一電極）３、有機層１１、陰極（第二電極）９が順次積層されて構成されている。また、陰極９上には、保護層１２が積層されており、更に、保護層１２上には接着層１４を介して封止容器１６が設けられている。なお、各電極３、９の一部、隔壁、絶縁層等は省略されている。
ここで、接着層１４としては、前記した封止接着剤からなる層であることが好ましい。
このような表示装置２０は、有機ＥＬ素子１０からの発光を、基板２の陽極３とは反対側の面を表示面として、表示するものである。
【０１１０】
（照明装置）
次に、図３を参照して本発明の実施形態に係る照明装置について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る照明装置の一例を概略的に示した断面図である。
本発明の実施形態に係る照明装置４０は、図３に示すように、前述した有機ＥＬ素子１０と、光散乱部材３０とを備えている。より具体的には、照明装置４０は、有機ＥＬ素子１０の基板２と光散乱部材３０とが接触するように構成されている。
光散乱部材３０は、光を散乱できるものであれば特に制限されないが、図３においては、透明基板３１に微粒子３２が分散した部材とされている。透明基板３１としては、例えば、ガラス基板を好適に挙げることができる。微粒子３２としては、透明樹脂微粒子を好適に挙げることができる。ガラス基板及び透明樹脂微粒子としては、いずれも、公知のものを使用できる。このような照明装置４０は、有機ＥＬ素子１０からの発光が光散乱部材３０の光入射面３０Ａに入射されると、入射光を光散乱部材３０により散乱させ、散乱光を光出射面３０Ｂから照明光として出射するものである。
【実施例】
【０１１１】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の主旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
（塗布液の調製）
あらかじめ減圧乾燥（２００℃×１時間、０．１気圧）したモレキュラーシーブス４Ａ／８Ｘを２０質量％添加し、１時間放置した。窒素置換されたグローブボックス（露点―６８度、酸素濃度１０ｐｐｍ）内で窒素バブリングによる脱酸素処理を行い、フィルター（孔径０．２μｍ、ＰＴＦＥメンブレンフィルター）処理することで、塗布液を調製した。
（スプレー塗布機）
グローブボックス（露点−４５℃、酸素濃度５０ｐｐｍ）内に設置した、スプレー塗布機に、窒素（純度９９．９％、露点−４０℃以下）を供給源とし、ガスフィルター：ＳＦＢ１００−０２（ＳＭＣ株式会社製品名）を介して接続した。
【０１１２】
〔実施例１〕
酸化インジウム錫（ＩＴＯと略記する）蒸着層を有するガラス基板（ジオマテック（株）製、表面抵抗１０Ω／□、サイズ：０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極上にスプレー法により下記層を、順次、設けた。なお、各層の形成において、エアロゾルのキャリアガスを窒素ガスとし、キャリアガス量を１L／分とした。また、エアロゾルにおける液体粒子の粒子径を１μｍに設定した。
【０１１３】
（１）正孔輸送層（５０ｎｍ）：スプレー法により、下記正孔輸送材１及び正孔輸送材２
（質量比：５０／５０）のジクロロメタン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる正孔輸送層の厚みが５０ｎｍとなる量で、透明陽極上に塗布した後、７０℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、正孔輸送材１及び正孔輸送材２は、昇華精製により精製がなされたものを使用した。正孔輸送材１と正孔輸送材２のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐ＝０．４ｅＶであった。
【０１１４】
（２）発光層（４０ｎｍ）：スプレー法により、ホスト材料１：ＣＤＢＰ及び発光材料１：化合物Ａを質量比９５：５で含有するキシレン溶液（固形分濃度：０．６質量％）を、得られる発光層の厚みが４０ｎｍとなる量で、正孔輸送層上に塗布した後、１００℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、ホスト材料１及び発光材料１は、それぞれ、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
【０１１５】
（３）電子輸送層（３０ｎｍ）：基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにＢＡｌｑを入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱してＰＢＤ（２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）を蒸着速度０．２ｎｍ／秒で前記発光層上に蒸着して、膜厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
【０１１６】
（４）電子注入層（１ｎｍ）：真空蒸着法により、ＬｉＦを、得られる電子注入層
の厚みが１ｎｍとなる量で、電子輸送層上に堆積させた。
（５）陰極（１００ｎｍ）：真空蒸着法により、アルミニウム（Ａｌ）を、得られる陰極の厚みが１００ｎｍとなる量で、電子注入層上に堆積させた。
【０１１７】
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（長瀬ケムテック（株）製のＸＮＲ５５１６）用いて封止することにより、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。
【０１１８】
〔実施例２、３及び比較例１〜２〕
実施例１において、正孔輸送層の正孔輸送材１及び正孔輸送材２の質量比を表１に記載の割合に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例２、３及び比較例１〜２の有機ＥＬ素子を形成した。
【０１１９】
〔比較例３〕
実施例１において、正孔輸送層を以下の正孔輸送層に置き換えた以外は、実施例１と同様の手順を行うことにより、比較例３の有機ＥＬ素子を形成した。
（１）正孔輸送層（５０ｎｍ）：基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにそれぞれ正孔輸送材１と正孔輸送材２を設置した。真空槽を４×１０−5Ｐａまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱して正孔輸送材１と正孔輸送材２の重量比が５０：５０になるように蒸着速度を調整し、前記基板上に蒸着して、膜厚５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２０】
〔比較例４〕
実施例１において、正孔輸送層を以下の正孔輸送層に置き換えた以外は、実施例１と同様の手順を行うことにより、比較例３の有機ＥＬ素子を形成した。
（１）正孔輸送層（５０ｎｍ）：スピンコート法により、下記正孔輸送材１及び正孔輸送材２（質量比：５０／５０）のジクロロメタン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる正孔輸送層の厚みが５０ｎｍとなる量で、透明陽極上に塗布した後、７０℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、正孔輸送材１及び正孔輸送材２は、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
【０１２１】
【化１】
【０１２２】
（有機ＥＬ素子の評価）
得られた実施例及び比較例の有機ＥＬ素子を下記の評価基準で評価した。評価結果を表１に示す。
【０１２３】
＜発光効率＞
作製した有機ＥＬ素子をＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し、輝度１０００ｃｄ／ｍ２に発光させた。その発光スペクトルと光量をトプコン社製輝度計ＳＲ−３を用いて測定し、発光スペクトル、光量と測定時の電流から外部量子効率を計算した。
【０１２４】
＜駆動電圧＞
作製した有機ＥＬ素子をＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し、発光輝度１０００ｃｄ／ｍ２に到達する電圧を駆動電圧として評価した。
【０１２５】
＜耐久性＞
作製した有機ＥＬ素子をＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２の条件で連続駆動試験を行い、輝度が半減した時間（輝度が５００ｃｄ／ｍ２となるまでの時間）を耐久時間を求め、比較例１を基準としてその相対値で比較した。
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
〔実施例４〜６及び比較例５〜６〕
実施例１において、正孔輸送材を表２に記載の正孔輸送材３及び正孔輸送材４に換え、表２の割合に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例４〜６及び比較例の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材３と正孔輸送材４のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．３ｅＶであった。
なお、輝度半減時間については。比較例５を基準として、相対比較を行った。
【０１２８】
〔比較例７〕
比較例３において、正孔輸送材を表２に記載の正孔輸送材３及び正孔輸送材４に換えた以外は比較例３と同様の手順を行うことにより、比較例７の有機ＥＬ素子を形成した。
〔比較例８〕
比較例４において、正孔輸送材を表２に記載の正孔輸送材３及び正孔輸送材４に換えた以外は比較例４と同様の手順を行うことにより、比較例８の有機ＥＬ素子を形成した。
【０１２９】
【化２】
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
〔実施例７〕
実施例１において、正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材１及び正孔輸送材５に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例７の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材１と正孔輸送材５のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．２ｅＶであった。
【０１３２】
【化３】
【０１３３】
〔実施例８〕
実施例１において、正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材１及び正孔輸送材６に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例８の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材１と正孔輸送材６のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．１ｅＶであった。
【０１３４】
【化４】
【０１３５】
〔実施例９〕
実施例１において、正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材１及び正孔輸送材７に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例９の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材１と正孔輸送材７のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．６ｅＶであった。
なお、（実施例７〜９）の輝度半減時間については、比較例１を基準として、相対比較を行った。
【０１３６】
【化５】
【０１３７】
【表３】
【０１３８】
〔比較例９〕
実施例１において、正孔輸送層の正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材１及び正孔輸送材８（ＰＴＰＤＥＳ２：ケミプロ化成製、質量平均分子量：１５，０００）に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、比較例９の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材１と正孔輸送材８のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．１ｅＶであった。
なお、輝度半減時間については。比較例１を基準として、相対比較を行った。
【０１３９】
【化６】
【０１４０】
【表４】
【０１４１】
〔比較例１０〕
実施例１において、正孔輸送層の正孔輸送材１及び正孔輸送材２を下記正孔輸送材２及び正孔輸送材８（ＰＴＰＤＥＳ２：ケミプロ化成製、質量平均分子量：１５，０００）に換えた以外は実施例１と同様の手順を行うことにより、比較例１０の有機ＥＬ素子を形成した。正孔輸送材２と正孔輸送材８のイオン化ポテンシャルの差：△Ｉｐは０．５ｅＶであった。
なお、輝度半減時間については。比較例１を基準として、相対比較を行った。
【０１４２】
【化７】
【０１４３】
【表５】
【０１４４】
〔実施例１０〕
実施例１において、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を、以下の正孔輸送層及び電子輸送層に置き換えた以外は、実施例１と同様の手順を行うことにより、実施例１０の有機ＥＬ素子を形成した。電子輸送材１と電子輸送材２との電子親和力の差：△Ｅａは０．４ｅＶであった。
【０１４５】
（１）正孔輸送層（５０ｎｍ）：スプレー法により、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ溶液（（ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体）／（バイエル社製ＡＩ４０８３、質量平均分子量：１００，０００））の水溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる正孔輸送層の厚みが５０ｎｍとなる量で、透明陽極上に塗布した後、１５０℃、５時間の真空乾燥を行った。
（２）発光層（４０ｎｍ）：スプレー法により、下記ホスト２及び発光材２を質量比９５：５で含有するキシレン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる発光層の厚みが４０ｎｍとなる量で、正孔輸送層上に塗布した後、１００℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、ホスト材料１及び発光材料１は、それぞれ、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
（３）電子輸送層（３０ｎｍ）：スプレー法により、電子輸送材１と電子輸送材２を質量比５０：５０で含有するトルエン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる電子輸送層の厚みが３０ｎｍとなる量で、発光層上に塗布した後、１００℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、電子輸送材１と電子輸送材２は、それぞれ、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
【０１４６】
〔実施例１１、１２及び比較例１１〜１２〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１と電子輸送材２の質量比を表６に記載の割合に換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、実施例１１、１２及び比較例１１〜１２の有機ＥＬ素子を形成した。
【０１４７】
〔比較例１３〕
実施例１０において、電子輸送層を以下の電子輸送層に置き換えた以外は、実施例１０と同様の手順を行うことにより、比較例１３の有機ＥＬ素子を形成した。
（３）電子輸送層（３０ｎｍ）：基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにそれぞれ電子輸送材１と電子輸送材２を設置した。真空槽を４×１０−5Ｐａまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱して電子輸送材１と電子輸送材２の重量比が５０：５０になるように蒸着速度を調整し、前記基板上に蒸着して、膜厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
〔比較例１４〕
実施例１０において、電子輸送層を以下の電子輸送層に置き換えた以外は、実施例１０と同様の手順を行うことにより、比較例１４の有機ＥＬ素子を形成した。
（３）電子輸送層（５０ｎｍ）：スピンコート法により、電子輸送材１及び電子輸送材２（質量比：５０／５０）のトルエン溶液（固形分濃度：１質量％）を、得られる正孔輸送層の厚みが３０ｎｍとなる量で、発光上に塗布した後、１００℃，１時間の真空乾燥を行った。なお、電子輸送材１及び電子輸送材２は、昇華精製により精製がなされたものを使用した。
なお、輝度半減時間については。比較例１１を基準として、相対比較を行った。
【０１４８】
【化８】
【０１４９】
【表６】
【０１５０】
〔実施例１３〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１と及び電子輸送材２を下記電子輸送層の電子輸送材２及び電子輸送材３に換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、実施例１３の有機ＥＬ素子を形成した。電子輸送材２と電子輸送材３の電子親和力の差：△Ｅａは０．２ｅＶであった。
【０１５１】
【化９】
【０１５２】
〔実施例１４〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材２を下記電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材３に換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、実施例１４の有機ＥＬ素子を形成した。電子輸送材１と電子輸送材３の電子親和力の差：△Ｅａは０．６ｅＶであった。
【０１５３】
【化１０】
【０１５４】
〔実施例１５〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材２を下記電子輸送層の電子輸送材３及び電子輸送材４に換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、実施例１５の有機ＥＬ素子を形成した。電子輸送材３と電子輸送材４の電子親和力の差：△Ｅａは０．１ｅＶであった。
なお、（実施例１３〜１５）の輝度半減時間については。比較例１１を基準として、相対比較を行った。
【０１５５】
【化１１】
【０１５６】
【表７】
【０１５７】
〔比較例１５〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材２を上記電子輸送層の電子輸送材３のみに換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、比較例１２の有機ＥＬ素子を形成した。
【０１５８】
〔比較例１６〕
実施例１０において、電子輸送層の電子輸送材１及び電子輸送材２を上記電子輸送層の電子輸送材４のみに換えた以外は実施例１０と同様の手順を行うことにより、比較例１３の有機ＥＬ素子を形成した。
なお、（比較例１５〜１６）の輝度半減時間については。比較例１１を基準として、相対比較を行った。
【０１５９】
【表８】
【０１６０】
〔実施例１６〕
（熱安定性試験）
実施例１，２，３の有機ＥＬ素子及び比較例１，２の有機ＥＬ素子について、それぞれ１１０℃で２４時間熱処理し、その前後での発光効率及び駆動電圧を評価した。その結果を表９に示した。
【０１６１】
【表９】
【０１６２】
実施例１〜３のＥＬ素子は正孔輸送材１と正孔輸送材２が混合されているため、１１０℃で熱処理しても、外部量子効率、駆動電圧共に変動が少ない。一方、比較例１、比較例２素子は正孔輸送材１又は正孔輸送材２が単独で用いられており、これらのＴｇより高い温度で熱処理をすることにより、外部量子効率、駆動電圧が大幅に悪化した。（Ｔｇ（正孔輸送材１）：９５℃、Ｔｇ（正孔輸送材２）：９７℃）
【０１６３】
〔実施例２０１〕
（ゾーンメルト法による精製）
直径１０ｍｍパイレックス（登録商標）管に下記化合物２０１−１を１０ｇ入れ、油回転ポンプを用いて１０Ｐａで真空封入する。
【０１６４】
【化１２】
【０１６５】
つぎに、下降型ゾーンメルト法により１ｃｍ／ｍｉｎの移動速度、溶融帯４ｃｍにて下降させることで精製を行った。得られた化合物を不活性雰囲気下にて、取り出し、遮光、不活性雰囲気下にて保管した。
同様にして、化合物２０１−２をゾーンメルト法により精製した。
【０１６６】
【化１３】
【０１６７】
（正孔輸送層塗布液２０１の調製）
化合物２０１−１を５質量部と、化合物２０１−２を５質量部とを、電子工業用キシレン（関東化学製）９９０質量部に溶解し、正孔輸送層塗布液２０１を調製した。
【０１６８】
（有機ＥＬ素子２０１の作製）
２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを１５０ｎｍの厚さで蒸着し製膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
このＩＴＯガラス基板上に、ＰＴＰＤＥＳ−２（ケミプロ化成製）を２質量部と、シクロヘキサノンを９８質量部に溶解した塗布液をスピンコートし、乾燥することで正孔注入層を成膜した（膜厚約４０ｎｍ）。
その上に、正孔輸送層塗布液２０１を用いて、スプレー塗布により成膜し、正孔輸送層とした（膜厚約２０ｎｍ）。乾燥は、真空下にて１２０℃、１時間行った。
次いで、その上に、真空蒸着法により、ホスト材としてＣＢＰを、発光材料としてＩｒ（ｐｐｙ）３を重量比で９５：５となるように、発光層を成膜した。
次いで、その上に、真空蒸着法にてＢＡｌｑを膜厚４０ｎｍに蒸着し電子注入層とした。そして、この上にフッ化リチウムを１ｎｍ蒸着し、更に金属アルミニウムを７０ｎｍ蒸着し、陰極とした。
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止した。
【０１６９】
【化１４】
【０１７０】
〔比較例２０１−１〕
（正孔輸送層塗布液２０１−１の調製）
化合物２０１−１を１０質量部と電子工業用キシレン（関東化学製）９９０質量部に混合、溶解し、正孔輸送層塗布液２０１−１を調製した。
（比較有機ＥＬ素子２０１−１の作製）
正孔輸送層塗布液を２０１−１に変更した以外には、実施例２０１と同様に有機ＥＬ素子２０１−１を作製した。
【０１７１】
〔比較例２０１−２〕
（正孔輸送層塗布液２０１−２の調製）
化合物２０２−１を１０質量部と電子工業用キシレン（関東化学製）９９０質量部に混合、溶解し、正孔輸送層塗布液２０１−１を調製した。
（比較有機ＥＬ素子２０１−２の作製）
正孔輸送層塗布液を２０１−２に変更した以外には、実施例２０１と同様に有機ＥＬ素子２０１−２を作製した。
【０１７２】
〔素子評価〕
得られた素子に対し、上述の評価基準にて外部量子効率と素子耐久性の評価を行った。なお、評価結果は下記表１０に比較例２０１−２の値を基準に、相対値で示した。
【０１７３】
【表１０】
【０１７４】
ゾーンメルト精製した化合物を用いて、２種混合した正孔輸送層を用いることで、外部量子効率と素子耐久性が向上するのを確認できた。
【符号の説明】
【０１７５】
２ 基板
３ 陽極
４ 正孔注入層
５ 正孔輸送層
６ 発光層
７ 正孔ブロック層
８ 電子輸送層
９ 陰極
１０ 有機ＥＬ素子
１１ 封止容器
１２ 保護層
１４ 接着層
２０ 表示装置
３０ 光散乱部材
３０Ａ 光入射面
３０Ｂ 光出射面
３１ 透明基板
３２ 微粒子
４０ 照明装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子であって、
該少なくとも一層の、発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成されたことを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が正孔輸送層であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が、第１の低分子化合物と第２の低分子化合物の２種の化合物であり、その混合割合が質量比で２０：８０〜８０：２０であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が２種以上の正孔輸送材料であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記２種以上の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルの差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記２種以上の正孔輸送材料がアリールアミン誘導体またはカルバゾール誘導体であることを特徴とする請求項４又は５に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が電子輸送層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記電子輸送層が、２種以上の電子輸送材料を含む液により形成されたことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記２種以上の電子輸送材料の電子親和力の差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
該少なくとも一層の発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記発光層及び前記発光層に隣接する層の各々を、前記スプレー法により形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜９に記載の有機電界発光素子、又は、請求項１０または１１のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法から得られた有機電界発光素子を具備する表示装置。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれかに記載の有機電界発光素子、又は、請求項１０または１１のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法から得られた有機電界発光素子を具備する照明装置。
【請求項１】
一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子であって、
該少なくとも一層の、発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成されたことを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が正孔輸送層であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が、第１の低分子化合物と第２の低分子化合物の２種の化合物であり、その混合割合が質量比で２０：８０〜８０：２０であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物が２種以上の正孔輸送材料であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記２種以上の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルの差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記２種以上の正孔輸送材料がアリールアミン誘導体またはカルバゾール誘導体であることを特徴とする請求項４又は５に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記少なくとも一層の、発光層に隣接する層が電子輸送層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記電子輸送層が、２種以上の電子輸送材料を含む液により形成されたことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記２種以上の電子輸送材料の電子親和力の差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下であることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
一対の電極間に発光層及び少なくとも一層の、発光層に隣接する層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
該少なくとも一層の発光層に隣接する層が、２種以上の分子量１５００以下の低分子化合物を含む液によりスプレー法で形成することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記発光層及び前記発光層に隣接する層の各々を、前記スプレー法により形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜９に記載の有機電界発光素子、又は、請求項１０または１１のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法から得られた有機電界発光素子を具備する表示装置。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれかに記載の有機電界発光素子、又は、請求項１０または１１のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法から得られた有機電界発光素子を具備する照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−７７４９４（Ｐ２０１１−７７４９４Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９６６７（Ｐ２０１０−１９６６７）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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