有機発光素子、有機発光素子の製造方法、発光装置および電子機器
【課題】発光効率および耐久性に優れる有機発光素子、かかる有機発光素子を生産性よく製造し得る製造方法、かかる有機発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】発光素子１は、陽極３と、陰極７と、陽極３と陰極７との間に、陽極３側から順に、正孔輸送層４と、発光層５と、電子輸送層６とを積層してなるものであり、電子輸送層６が、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物と、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンとを含む材料を主材料として構成されていることを特徴とする。
【解決手段】発光素子１は、陽極３と、陰極７と、陽極３と陰極７との間に、陽極３側から順に、正孔輸送層４と、発光層５と、電子輸送層６とを積層してなるものであり、電子輸送層６が、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物と、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンとを含む材料を主材料として構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子、有機発光素子の製造方法、発光装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光性有機層（有機エレクトロルミネッセンス層）が、陰極と陽極との間に設けられた有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、無機ＥＬ素子に比べて印加電圧を大幅に低下させることができ、多彩な発光色の素子が作製可能である。
現在、より高性能な有機ＥＬ素子を得るため、陰極と発光性有機層（発光層）との間や、陽極と発光層との間に、種々の層を設けるデバイス構造が提案されており、活発な研究が行われている。
【０００３】
このような層の一つに、陰極と発光層との間に設けられる電子輸送層や、さらに電子輸送層と陰極との間に設けられる電子注入層があるが、かかる電子輸送層や電子注入層の性能は、デバイス特性に大きく左右するため、その改良が急がれている。
例えば、特許文献１には、電子輸送性の有機化合物と、仕事関数の低い金属であるアルカリ金属を含む金属化合物とを共蒸着することにより、電子注入層中に金属化合物を混入させることにより、電子注入層の特性の改善を図る構成が提案されている。
【０００４】
ところが、かかる構成の電子注入層は、あくまで、駆動電圧の低下、発光効率の向上を図ることが目的であり、耐久性の改善が図られているとはいい難いものである。
また、電子注入層を真空蒸着法により成膜するため、大掛かりな設備を必要とし、２種以上の材料を同時に蒸着する際の蒸着速度の精密な調整が困難であり、生産性に劣るという問題もある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６３９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、発光効率および耐久性に優れる有機発光素子、かかる有機発光素子を生産性よく製造し得る製造方法、かかる有機発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の有機発光素子は、陽極と、
該陽極の一方の面側に設けられた有機発光層と、
該有機発光層上に設けられた電子輸送層と、
該電子輸送層の前記有機発光層と反対側に設けられた陰極とを有し、
前記電子輸送層は、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物と、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンとを含む材料を主材料として構成されていることを特徴とする。
これにより、発光効率および耐久性に優れる有機発光素子が得られる。
【０００８】
本発明の有機発光素子では、前記非共有電子対を有する元素は、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
これにより、有機化合物の構造を安定化させることができる。
本発明の有機発光素子では、前記有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素を含む縮合複素環化合物またはそれらの誘導体であることが好ましい。
これにより、有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
【０００９】
本発明の有機発光素子では、前記有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有することが好ましい。
これにより、有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
本発明の有機発光素子では、前記電子輸送層中における前記有機化合物と前記金属イオンの量比は、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上であることが好ましい。
これにより、電子輸送性を向上させ、素子の耐久性の改善がなされる。
【００１０】
本発明の有機発光素子の製造方法は、本発明の有機発光素子を製造する方法であって、
前記有機化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属を含む少なくとも１種の金属化合物とを溶媒に溶解することにより、前記金属化合物から金属イオンを解離させ、前記有機化合物と前記金属イオンとを含む液状材料を調製する工程と、
前記有機発光層上に、前記液状材料を供給した後、乾燥して前記電子輸送層を形成する工程と、
該電子輸送層の前記有機発光層と反対側に前記陰極を形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、発光効率および耐久性に優れる有機発光素子を生産性よく製造することができる。
【００１１】
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記液状材料を調整する工程が、前記有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上となるよう、前記有機化合物を溶解させた第１の溶液と、前記金属化合物を溶解させた第２の溶液とを混合することを含むことが好ましい。
これにより、発光効率および耐久性に優れる有機発光素子をより生産性よく製造することができる。
【００１２】
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記溶媒は、前記有機発光層を膨潤または溶解し難いものであることが好ましい。
これにより、発光材料の変質・劣化や、有機発光層の膜厚が極端に薄くなることを防止することができ、その結果、発光効率の低下を防止することができる。
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記溶媒は、プロトン性極性溶媒であることが好ましい。
プロトン性極性溶媒は、多くの有機発光層を膨潤または溶解し難く、また金属化合物を容易に溶解して金属イオンを解離することから好ましい。
【００１３】
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記プロトン性極性溶媒は、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、金属化合物から確実に金属イオンを解離させることができ、電子輸送層形成用材料の調製が容易となる。
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記アルコール類は、炭素数が１〜７の単価アルコールであることが好ましい。
このような炭素数の単価アルコールは、金属化合物の溶解性が高い。
【００１４】
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記金属化合物は、金属塩および金属錯体のうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
これらの金属化合物は、大気中において比較的安定であるため、取り扱いが容易であり、また、金属イオンを解離し易いことからも好ましい。
本発明の発光装置は、本発明の有機発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発光装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の有機発光素子、有機発光素子の製造方法、発光装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の有機発光素子の実施形態の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図１に示す有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）１は、基板２上に設けられた陽極３と、陰極７と、陽極３と陰極７との間に、陽極３側から順に、正孔輸送層４と、発光層５と、電子輸送層６とを積層してなるものであり、その全体が封止部材８で封止されている。
【００１６】
基板２は、有機発光素子１（以下、単に「発光素子１」と言う。）の支持体となるものである。本実施形態の発光素子１は、基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２および陽極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）とされている。
基板２の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００１７】
なお、発光素子１が基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）の場合、基板２には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。
不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
【００１８】
陽極３は、後述する正孔輸送層４に正孔を注入する電極である。この陽極３の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
陽極３の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００１９】
一方、陰極７は、後述する電子輸送層６に電子を注入する電極である。この陰極７の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極７の構成材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体等）用いることができる。
【００２０】
特に、陰極７の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極７の構成材料として用いることにより、陰極７の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極７の平均厚さは、特に限定されないが、１００〜１００００ｎｍ程度であるのが好ましく、２００〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２１】
トップエミッション型の場合、仕事関数の小さい材料、またはこれらを含む合金を５〜２０ｎｍ程度とし、透過性を持たせ、さらにその上面にＩＴＯなどの透過性の高い導電材料を１００〜５００ｎｍ程度の厚さで形成する。
なお、本実施形態の発光素子１は、ボトムエミッション型であるため、陰極７に、光透過性は、特に要求されない。
【００２２】
陽極３上には、正孔輸送層４が設けられている。この正孔輸送層４は、陽極３から注入された正孔を、発光層５まで輸送する機能を有するものである。
正孔輸送層４の構成材料としては、例えば、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２３】
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
このような正孔輸送層４の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２４】
正孔輸送層４上には、発光層（有機発光層）５が設けられている。この発光層５には、後述する電子輸送層６から電子が、また、前記正孔輸送層４から正孔がそれぞれ供給（注入）される。そして、発光層５内では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）が放出（発光）される。
【００２５】
発光層５の構成材料としては、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）、１，３，５−トリス［｛３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−６−トリスフルオロメチル｝キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ２）のようなベンゼン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）のような低分子系のものや、オキサジアゾール系高分子、トリアゾール系高分子、カルバゾール系高分子、ポリフルオレン系高分子、ポリパラフェニレンビニレン系高分子のような高分子系のものが挙げられ、これらの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２６】
このような発光層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
発光層５上には、電子輸送層６が設けられている。この電子輸送層６は、陰極７から注入された電子を、発光層５まで輸送する機能を有するものである。
本発明では、この電子輸送層６の構成（特に、構成材料）に特徴を有している。この点（特徴）ついては、後に詳述する。
このような電子輸送層６の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２７】
封止部材８は、発光素子１（陽極３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６および陰極７）を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材８を設けることにより、発光素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
封止部材８の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材８の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材８と発光素子１との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
【００２８】
また、封止部材８は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
さて、本発明者は、電子輸送性の有機化合物を主材料とする電子輸送層において、その電子輸送特性と、これを用いて作製した有機発光素子の特性および耐久性の向上を図るべく鋭意検討を重ねた。
その結果、非共有電子対を有する元素を含む電子輸送性の有機化合物を主材料とする電子輸送層中に、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属を金属イオンとして混入することにより、電子輸送層の電子輸送特性と有機発光素子の特性および耐久性が格段に向上することを見い出した。
【００２９】
この電子輸送特性の向上は、電子輸送層上に陰極を真空蒸着法などにより作製する際に、金属化合物が中性の金属状態に還元され、アルカリ金属、アルカリ土類金属や希土類金属が、仕事関数が低い金属であるため、電子輸送層への陰極から電子の注入効率が向上すること、金属イオンが有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素との間において、化学的相互作用（例えば、イオン結合、配位結合等）を生じることにより、有機化合物のエネルギー準位が相対的に変化すること、すなわち、ＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）とＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道）が相対的に低い準位に変化する。これにより、電子注入障壁が小さくなり、その結果、陰極からの電子注入がより容易になると推察される。電子輸送特性および陰極からの電子注入効率が向上した結果、有機発光素子において、発光層への電子注入がより効果的に行われ、輝度が上昇し、駆動電圧を低下した。さらには、ＨＯＭＯ準位の低下により、再結合しなかった正孔が陰極に送られることを抑制し、発光層と電子輸送層界面において効果的に正孔が蓄積される。その結果、これら正孔は再び再結合に寄与することが可能となり、発光効率が向上した。
【００３０】
また、耐久性の向上は、有機化合物と金イオンとの間に化学的相互作用を生じることにより、金属イオンの発光層への拡散が抑制され、金属イオンによる消光が抑制されることに止まらず、さらに、前記化学的相互作用による有機化合物の構造の安定化により、電子の輸送（受け渡し）に際して、立体構造が歪むなどの変化を抑制し、駆動における膜の安定性が向上していることによると考えられる。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、電子輸送層６を、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物と、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンとを含む材料を主材料として構成したことに特徴を有する。
【００３１】
ここで、非共有電子対を有する元素としては、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉのような第５Ｂ族に属する元素、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏのような第６Ｂ族に属する元素、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔのような第７Ｂ族に属する元素が挙げられるが、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種であるのが好ましい。これらの元素は、適度に電気陰性度が高いため、有機化合物の構造中において電子を当該元素側に若干偏らせることができる。このため、有機化合物と金属イオンとの化学的相互作用をより高めることができ、その結果、有機化合物の構造をより安定化させ、金属イオンの拡散を抑制することができる。また、これら元素は適度に結合次数が高いため、金属イオンと相互作用する不対電子を有し、かつ他の元素と容易に結合を形成する。その結果、多様な有機化合物中に挿入することが可能となる。
【００３２】
また、有機化合物は、Ｉ：非共有電子対を有する元素を含む芳香族環を有するものや、II：非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有することが好ましい。これらの構造を有することにより、有機化合物の構造中において、非共有電子対を有する元素への電子密度の偏りがより生じ易くなり、その結果、有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
Ｉの具体例としては、例えば、下記化１に示す化合物、またはこれらのうちの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。なお、下記化１に示す化合物において、Ｑは、それぞれ独立して、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓまたはＳｅを示す。
【００３３】
【化１】
【００３４】
また、IIの具体例としては、例えば、下記化２に示す化合物、またはこれらのうちの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。例えば、Ｑ１、Ｑ２の組み合わせとして、Ｃ＝Ｏ、Ｎ＝Ｏ、Ｐ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｅ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｐ＝Ｓのような二重結合、Ｃ≡Ｎのような三重結合等が挙げられる。ここで、Ｑ２よりもＱ１の方が結合次数が多いこととする。よって、Ｑ１はＱ２以外の元素またはフェニル基、アルキル基などの基と結合している。
【００３５】
【化２】
【００３６】
また、有機化合物は、IおよびIIの両方を併せ持っていてもよい。
以上のような特徴を有し、かつ電子輸送能に優れる有機化合物としては、例えば、下記化３〜１０に示す化合物、またはその誘導体が挙げられる。これらの有機化合物と前記金属イオンとを含む材料を主材料とする電子輸送層６は、特に優れた電子輸送効率および耐久性を有するものとなる。
【００３７】
【化３】
【００３８】
【化４】
【００３９】
【化５】
【００４０】
【化６】
【００４１】
【化７】
【００４２】
【化８】
【００４３】
【化９】
【００４４】
【化１０】
【００４５】
一方、金属イオンとしては、有機化合物の種類に応じて、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンまたは希土類金属イオンから適宜選択されるものであり、特に限定されないが、有機化合物として、例えば、前記化４で表される縮合複素環化合物またはその誘導体を用いる場合には、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙｂのような金属のイオンが好適である。
【００４６】
電子輸送層６中において、これらの有機化合物と金属イオンとの量比は、有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から、非共有電子対を有する元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上であるのが好ましく、０．２〜０．５程度であるのがより好ましい。Ｂ／Ａを前記範囲とすることにより、有機化合物に対して金属イオンを過不足なく存在させることができ、有機化合物の構造をより確実に安定化させることができる。また、金属イオンの作用による電子輸送層６への陰極７から電子の注入効率の向上を十分に図ることができる。このようなことから、電子輸送層６の特性をより向上させることができる。
【００４７】
また、Ｂ／Ａを前記範囲とすることにより、電子輸送層６中において、有機化合物との間に化学的相互作用を生じない金属イオンの数を十分に少なくでき、金属イオンが発光層５に拡散するのを確実に防止することができる。その結果、発光素子１の時間経過および駆動に伴う発光輝度が低下するのを好適に防止することができる。
このような発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００４８】
［１］ まず、基板２を用意し、この基板２上に陽極３を形成する。
陽極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
【００４９】
［２］ 次に、陽極３上に正孔輸送層４を形成する。
正孔輸送層４は、例えば、正孔輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、陽極３上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することにより形成することができる。
正孔輸送層形成用材料の供給方法としては、例えば、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、ワイヤーバーコート法、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、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。かかる塗布法を用いることにより、正孔輸送層４を比較的容易に形成することができる。
【００５０】
正孔輸送層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００５１】
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面を親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極３の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、基板２の温度７０〜９０℃程度とするのが好ましい。
【００５２】
［３］ 次に、正孔輸送層４上（陽極３の一方の面側）に、発光層５を形成する。
発光層５は、例えば、発光材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる発光層形成用材料を、正孔輸送層４上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することにより形成することができる。
発光層形成用材料の供給方法および乾燥の方法は、前記正孔輸送層４の形成で説明したのと同様である。
【００５３】
なお、前述したような発光材料を用いる場合、発光層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、非極性溶媒が好適であり、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられ、これらを単独またはこれらを含む混合溶媒して用いることができる。
【００５４】
［４］ 次に、発光層５上に、電子輸送層６を形成する。
まず、前述したような有機化合物と金属イオンとを含む電子輸送層形成用材料（液状材料）を調製する。これは、有機化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属を含む少なくとも１種の金属化合物とを溶媒に溶解し、金属化合物から金属イオンを解離させることにより調製することができる。
【００５５】
また、有機化合物と金属イオンの溶液をそれぞれ個別に調整し、それらを前述のＢ／Ａが所望の値となるよう混合してもよい。この際、それぞれの溶液に使用する溶媒は、分離せず、混合が可能ならば異なっていても良い。これにより、単一の溶媒に対する有機化合物と金属化合物の溶解性が大きく異なり、所望の量比で混合することが困難な場合においても、溶液の調整が可能となる。
【００５６】
金属化合物としては、例えば、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、アセチル酢酸塩等の有機酸塩のような塩類、塩化物、臭化物のようなハロゲン化物、メトキシド、エトキシドのようなアルコキシド類、アセチルアセトナトのような脱離しやすい配位子を有する金属錯体等が挙げられるが、金属塩および金属錯体のうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。これらの金属化合物は、大気中において比較的安定であるため、取り扱いが容易であり、また、金属イオンを解離し易いことからも好ましい。
【００５７】
電子輸送層形成用材料の調製に用いる溶媒としては、発光層５を膨潤または溶解し難いものが好ましい。これにより、発光材料の変質・劣化や、発光層５が溶解し、膜厚が極端に減少することを防止することができる。その結果、発光素子１の発光効率の低下を防止することができる。
さらに、この溶媒、有機化合物と金属化合物の溶液をそれぞれに別に用意する場合、金属化合物の溶液に用いる溶媒は金属化合物を容易に溶解して金属イオンを解離するものが好ましい。
以上のことを考慮した場合、溶媒には、プロトン性極性溶媒を用いるのが好適である。
【００５８】
プロトン性極性溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の単価アルコール、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールのようなアルコール類、酢酸、ギ酸、（メタ）アクリル酸のようなカルボン酸類、エチレンジアミン、ジエチルアミンのようなアミン類、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドのようなアミド類、フェノール、ｐ−ブチルフェノールのようなフェノール類、アセチルアセトン、マロン酸ジエチルのような活性メチレン化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５９】
中でも、プロトン性極性溶媒としては、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。水やアルコール類は、金属化合物の溶解性が高いため、プロトン性極性溶媒として、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものを用いることにより、金属化合物から確実に金属イオンを解離させることができ、電子輸送層形成用材料の調製が容易となる。
【００６０】
特に、アルコール類としては、炭素数が１〜７（好ましくは炭素数１〜４）の単価アルコールが好ましい。このような炭素数の単価アルコールは、金属化合物の溶解性が高い。
例えば、金属化合物として炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を単価アルコール（Ｒ−ＯＨ）に溶解すると、以下のような反応により、Ｃｓイオン（金属イオン）が解離する。
Ｃｓ２ＣＯ３＋２ＲＯＨ → ２Ｃｓ（ＯＲ）＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
Ｃｓ（ＯＲ）＋Ｈ２Ｏ → Ｃｓ＋＋ＯＨ−＋ＲＯＨ
【００６１】
なお、電子輸送層形成用材料中には、有機化合物と金属化合物とを、得られる電子輸送層６において、有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から、非共有電子対を有する元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数Ａ［個］と、金属イオンの数Ｂ［個］とが前述した関係となるように混合する。
例えば、有機化合物として下記化１１に示す化合物を用い、金属化合物としてＣｓ２ＣＯ３を用いて、Ｂ／Ａを０．２とする場合について説明する。
化１１に示す化合物には、Ｎ（非共有電子対を有する元素）が２個含まれるが、非共有電子対を有する元素同士が直接結合するものが存在しない。これに対して、Ｃｓ２ＣＯ３からは、Ｃｓイオンが２個解離する。このため、Ｂ／Ａを０．２とするためには、化１１に示す化合物１モルに対して、Ｃｓ２ＣＯ３を０．２モル混合するようにすればよい。
【００６２】
【化１１】
【００６３】
次に、調製した電子輸送層形成用材料を発光層５上に供給した後、乾燥（脱溶媒）する。これにより、電子輸送層６が得られる。
電子輸送層形成用材料の供給方法および乾燥の方法は、前記正孔輸送層４の形成で説明したのと同様である。
【００６４】
［５］ 次に、電子輸送層６上（発光層５と反対側）に、陰極７を形成する。
陰極７は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子１が得られる。
最後に、得られた発光素子１を覆うように、封止部材８を被せ、基板２に接合する。
【００６５】
以上のような製造方法によれば、有機層（ホール輸送層、発光層、電子輸送層）の形成や、金属微粒子インクを使用する場合は陰極の形成においても、真空装置等の大掛かりな設備を要しないため、発光素子１の製造時間および製造コストの削減を図ることができる。また、インクジェット法（液滴吐出法）を適用することで、大面積の素子の作製や多色の塗り分けが容易となる。
【００６６】
なお、本実施形態では、正孔輸送層４および発光層５を液相プロセスにより製造することとして説明したが、本発明では、用いる正孔輸送材料および発光材料の種類に応じて、これらの層を、例えば、真空蒸着法等の気相プロセスにより形成するようにしてもよい。
このような発光素子１は、例えば光源等として使用することができる。また、複数の発光素子１をマトリックス状に配置することにより、ディスプレイ装置（本発明の発光装置）を構成することができる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
【００６７】
次に、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図２は、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図２に示すディスプレイ装置１０は、基体２０と、この基体２０上に設けられた複数の発光素子１とで構成されている。
基体２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
【００６８】
回路部２２は、基板２１上に形成された、例えば酸化シリコン層からなる保護層２３と、保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
駆動用ＴＦＴ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、発光素子１が設けられている。また、隣接する発光素子１同士は、第１隔壁部３１および第２隔壁部３２により区画されている。
【００６９】
本実施形態では、各発光素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１の陰極７は、共通電極とされている。
そして、各発光素子１を覆うように封止部材（図示せず）が基体２０に接合され、各発光素子１が封止されている。
【００７０】
ディスプレイ装置１０は、単色表示であってもよく、各発光素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
このようなディスプレイ装置１０（本発明の発光装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図３は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【００７１】
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００７２】
図４は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００７３】
図５は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００７４】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００７５】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【００７６】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【００７７】
なお、本発明の電子機器は、図３のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の有機発光素子、有機発光素子の製造方法、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、本発明の有機発光素子には、各層同士の間の少なくとも１つに、任意の目的の層を１層以上設けることもできる。
【実施例】
【００７８】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．発光素子の製造
（実施例１）
＜１＞ まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板を用意した。
＜２＞ 次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
そして、基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した。
【００７９】
＜３＞ 次に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の水分散液を、ＩＴＯ電極上に、スピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で、大気圧下に２００℃×１０で乾燥した。これにより、平均厚さ６０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
＜４＞ 次に、ポリビニルカルバゾールとファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムとを溶解したモノクロロベンゼン溶液を、正孔輸送層上に、スピンコート法により塗布した後、乾燥した。これにより、平均厚さ７０ｎｍの発光層を形成した。
なお、ポリビニルカルバゾールとファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムとの配合比は、重量比で９７：３とした。
【００８０】
＜５＞ まず、金属化合物として炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を２−プロパノールに溶解した。一方、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（前記化１１に示す有機化合物）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解した。
そして、これら溶液を、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンの濃度が０．５ｗｔ％となるように混合した。これにより、電子輸送層形成用材料を得た。
なお、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの配合比は、モル比で１：０．１とした。すなわち、前記Ｂ／Ａを０．１となるようにした。
この調製した電子輸送層形成用材料を、発光層上に、スピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で、窒素雰囲気下に１３０℃×１０で乾燥した。これにより、平均厚さ１５ｎｍの電子輸送層を形成した。
【００８１】
＜６＞ 次に、電子輸送層上に、真空蒸着法により、平均厚さ２００ｎｍのＡｌ電極（陰極）を形成した。
次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー（封止部材）を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
【００８２】
（実施例２）
前記工程＜５＞において、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの配合比を、モル比で１：０．３とし、前記Ｂ／Ａを０．３となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（実施例３）
前記工程＜５＞において、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの配合比を、モル比で１：０．５とし、前記Ｂ／Ａを０．５となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００８３】
（実施例４）
前記工程＜５＞において、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの配合比を、モル比で１：０．７とし、前記Ｂ／Ａを０．７となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（実施例５）
前記工程＜５＞において、金属化合物としてリチウムアセチルアセトネート（Ｌｉ（ａｃａｃ））を用い、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンとリチウムアセチルアセトネートとの配合比を、モル比で１：１とし、前記Ｂ／Ａを０．５となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００８４】
（実施例６）
前記工程＜５＞において、金属化合物として塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を用い、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと塩化カルシウムとの配合比を、モル比で１：１とし、前記Ｂ／Ａを０．５となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００８５】
（実施例７）
前記工程＜５＞において、有機化合物として１，１’−チオカルボニルジイミダゾール（前記化６に示す有機化合物）を、また、金属化合物として、塩化イッテルビウム（ＹｂＣｌ３）を用い、１、１’−チオカルボニルジイミダゾールと塩化イッテルビウムとの配合比を、モル比で１：２．５とし、前記Ｂ／Ａを０．５となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００８６】
（比較例１）
前記工程＜５＞において、炭酸セシウムを配合するのを省略した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（比較例２）
前記工程＜５＞において、炭酸セシウムと２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンとを共蒸着することにより、電子輸送層を形成した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
なお、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの比は、モル比で１：０．５とした。
【００８７】
（比較例３）
前記工程＜５＞において、リチウムアセチルアセトネートを配合するのを省略した以外は、前記実施例５と同様にして、発光素子を製造した。
（比較例４）
前記工程＜５＞において、塩化カルシウムを配合するのを省略した以外は、前記実施例６と同様にして、発光素子を製造した。
（比較例５）
前記工程＜５＞において、塩化イッテルビウムを配合するのを省略した以外は、前記実施例７と同様にして、発光素子を製造した。
【００８８】
２．評価
２−１．金属イオンの存在の確認
各実施例および各比較例において、それぞれ、Ａｌ電極を形成する前に、電子輸送層中に存在する金属の電子状態を、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ法）により確認した。
なお、このＸ線光電子分光分析法は、ＸＰＳ装置（ＰＨＩ社製、「Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ」）を用いて行った。
その結果、各実施例における電子輸送層中には、いずれも、金属イオンの存在が確認できた。
【００８９】
２−２．発光効率の評価
各実施例および各比較例で製造した発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より８Ｖの電圧を印加し、このときの電流値および輝度を測定した。そして、これらの値から、発光効率［ｃｄ／Ａ］を求めた。
２−３．耐久性の評価
各実施例および各比較例で製造した発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より電圧を印加し、初期輝度４００Ｃｄ／ｍ２の定電流駆動を行った。そして、輝度が初期の半分になる期間（半減期）を求めた。
２−２（発光効率の評価）および２−３（耐久性の評価）の評価結果を、下記表１に示す。
【００９０】
【表１】
【００９１】
なお、表１には、各評価結果について、それぞれ、実施例１〜４および比較例２は、比較例１を「１」としたときの相対値として、実施例５は、比較例３を「１」としたときの相対値として、実施例６は、比較例４を「１」としたときの相対値として、また、実施例７は、比較例５を「１」としたときの相対値として示した。
表１に示すように、各実施例で製造した発光素子は、いずれも、発光効率および耐久性に優れるものであった。
【００９２】
これに対して、各比較例で製造した発光素子は、いずれも、発光効率および耐久性に劣るものであった。
なお、金属化合物を電子輸送層中に混入させる（比較例２）と、金属化合物を混入させないもの（比較例１）に対して、発光効率および耐久性が向上する傾向を示したが、その程度は、電子輸送層中に金属イオンを混入した実施例には、及ばないものであった。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の発光素子の実施形態の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
１……発光素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔輸送層 ５……発光層 ６……電子輸送層 ７……陰極 ８……封止部材 １０……ディスプレイ装置 ２０……基体 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……第１隔壁部 ３２……第２隔壁部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００‥‥ディジタルスチルカメラ １３０２‥‥ケース（ボディー） １３０４‥‥受光ユニット １３０６‥‥シャッタボタン １３０８‥‥回路基板 １３１２‥‥ビデオ信号出力端子 １３１４‥‥データ通信用の入出力端子 １４３０‥‥テレビモニタ １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子、有機発光素子の製造方法、発光装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光性有機層（有機エレクトロルミネッセンス層）が、陰極と陽極との間に設けられた有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、無機ＥＬ素子に比べて印加電圧を大幅に低下させることができ、多彩な発光色の素子が作製可能である。
現在、より高性能な有機ＥＬ素子を得るため、陰極と発光性有機層（発光層）との間や、陽極と発光層との間に、種々の層を設けるデバイス構造が提案されており、活発な研究が行われている。
【０００３】
このような層の一つに、陰極と発光層との間に設けられる電子輸送層や、さらに電子輸送層と陰極との間に設けられる電子注入層があるが、かかる電子輸送層や電子注入層の性能は、デバイス特性に大きく左右するため、その改良が急がれている。
例えば、特許文献１には、電子輸送性の有機化合物と、仕事関数の低い金属であるアルカリ金属を含む金属化合物とを共蒸着することにより、電子注入層中に金属化合物を混入させることにより、電子注入層の特性の改善を図る構成が提案されている。
【０００４】
ところが、かかる構成の電子注入層は、あくまで、駆動電圧の低下、発光効率の向上を図ることが目的であり、耐久性の改善が図られているとはいい難いものである。
また、電子注入層を真空蒸着法により成膜するため、大掛かりな設備を必要とし、２種以上の材料を同時に蒸着する際の蒸着速度の精密な調整が困難であり、生産性に劣るという問題もある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６３９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、発光効率および耐久性に優れる有機発光素子、かかる有機発光素子を生産性よく製造し得る製造方法、かかる有機発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の有機発光素子は、陽極と、
該陽極の一方の面側に設けられた有機発光層と、
該有機発光層上に設けられた電子輸送層と、
該電子輸送層の前記有機発光層と反対側に設けられた陰極とを有し、
前記電子輸送層は、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物と、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンとを含む材料を主材料として構成されていることを特徴とする。
これにより、発光効率および耐久性に優れる有機発光素子が得られる。
【０００８】
本発明の有機発光素子では、前記非共有電子対を有する元素は、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
これにより、有機化合物の構造を安定化させることができる。
本発明の有機発光素子では、前記有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素を含む縮合複素環化合物またはそれらの誘導体であることが好ましい。
これにより、有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
【０００９】
本発明の有機発光素子では、前記有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有することが好ましい。
これにより、有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
本発明の有機発光素子では、前記電子輸送層中における前記有機化合物と前記金属イオンの量比は、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上であることが好ましい。
これにより、電子輸送性を向上させ、素子の耐久性の改善がなされる。
【００１０】
本発明の有機発光素子の製造方法は、本発明の有機発光素子を製造する方法であって、
前記有機化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属を含む少なくとも１種の金属化合物とを溶媒に溶解することにより、前記金属化合物から金属イオンを解離させ、前記有機化合物と前記金属イオンとを含む液状材料を調製する工程と、
前記有機発光層上に、前記液状材料を供給した後、乾燥して前記電子輸送層を形成する工程と、
該電子輸送層の前記有機発光層と反対側に前記陰極を形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、発光効率および耐久性に優れる有機発光素子を生産性よく製造することができる。
【００１１】
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記液状材料を調整する工程が、前記有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上となるよう、前記有機化合物を溶解させた第１の溶液と、前記金属化合物を溶解させた第２の溶液とを混合することを含むことが好ましい。
これにより、発光効率および耐久性に優れる有機発光素子をより生産性よく製造することができる。
【００１２】
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記溶媒は、前記有機発光層を膨潤または溶解し難いものであることが好ましい。
これにより、発光材料の変質・劣化や、有機発光層の膜厚が極端に薄くなることを防止することができ、その結果、発光効率の低下を防止することができる。
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記溶媒は、プロトン性極性溶媒であることが好ましい。
プロトン性極性溶媒は、多くの有機発光層を膨潤または溶解し難く、また金属化合物を容易に溶解して金属イオンを解離することから好ましい。
【００１３】
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記プロトン性極性溶媒は、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、金属化合物から確実に金属イオンを解離させることができ、電子輸送層形成用材料の調製が容易となる。
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記アルコール類は、炭素数が１〜７の単価アルコールであることが好ましい。
このような炭素数の単価アルコールは、金属化合物の溶解性が高い。
【００１４】
本発明の有機発光素子の製造方法では、前記金属化合物は、金属塩および金属錯体のうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
これらの金属化合物は、大気中において比較的安定であるため、取り扱いが容易であり、また、金属イオンを解離し易いことからも好ましい。
本発明の発光装置は、本発明の有機発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発光装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の有機発光素子、有機発光素子の製造方法、発光装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の有機発光素子の実施形態の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図１に示す有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）１は、基板２上に設けられた陽極３と、陰極７と、陽極３と陰極７との間に、陽極３側から順に、正孔輸送層４と、発光層５と、電子輸送層６とを積層してなるものであり、その全体が封止部材８で封止されている。
【００１６】
基板２は、有機発光素子１（以下、単に「発光素子１」と言う。）の支持体となるものである。本実施形態の発光素子１は、基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２および陽極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）とされている。
基板２の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００１７】
なお、発光素子１が基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）の場合、基板２には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。
不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
【００１８】
陽極３は、後述する正孔輸送層４に正孔を注入する電極である。この陽極３の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
陽極３の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００１９】
一方、陰極７は、後述する電子輸送層６に電子を注入する電極である。この陰極７の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極７の構成材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体等）用いることができる。
【００２０】
特に、陰極７の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極７の構成材料として用いることにより、陰極７の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極７の平均厚さは、特に限定されないが、１００〜１００００ｎｍ程度であるのが好ましく、２００〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２１】
トップエミッション型の場合、仕事関数の小さい材料、またはこれらを含む合金を５〜２０ｎｍ程度とし、透過性を持たせ、さらにその上面にＩＴＯなどの透過性の高い導電材料を１００〜５００ｎｍ程度の厚さで形成する。
なお、本実施形態の発光素子１は、ボトムエミッション型であるため、陰極７に、光透過性は、特に要求されない。
【００２２】
陽極３上には、正孔輸送層４が設けられている。この正孔輸送層４は、陽極３から注入された正孔を、発光層５まで輸送する機能を有するものである。
正孔輸送層４の構成材料としては、例えば、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２３】
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
このような正孔輸送層４の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２４】
正孔輸送層４上には、発光層（有機発光層）５が設けられている。この発光層５には、後述する電子輸送層６から電子が、また、前記正孔輸送層４から正孔がそれぞれ供給（注入）される。そして、発光層５内では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）が放出（発光）される。
【００２５】
発光層５の構成材料としては、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）、１，３，５−トリス［｛３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−６−トリスフルオロメチル｝キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ２）のようなベンゼン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）のような低分子系のものや、オキサジアゾール系高分子、トリアゾール系高分子、カルバゾール系高分子、ポリフルオレン系高分子、ポリパラフェニレンビニレン系高分子のような高分子系のものが挙げられ、これらの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２６】
このような発光層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
発光層５上には、電子輸送層６が設けられている。この電子輸送層６は、陰極７から注入された電子を、発光層５まで輸送する機能を有するものである。
本発明では、この電子輸送層６の構成（特に、構成材料）に特徴を有している。この点（特徴）ついては、後に詳述する。
このような電子輸送層６の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２７】
封止部材８は、発光素子１（陽極３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６および陰極７）を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材８を設けることにより、発光素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
封止部材８の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材８の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材８と発光素子１との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
【００２８】
また、封止部材８は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
さて、本発明者は、電子輸送性の有機化合物を主材料とする電子輸送層において、その電子輸送特性と、これを用いて作製した有機発光素子の特性および耐久性の向上を図るべく鋭意検討を重ねた。
その結果、非共有電子対を有する元素を含む電子輸送性の有機化合物を主材料とする電子輸送層中に、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属を金属イオンとして混入することにより、電子輸送層の電子輸送特性と有機発光素子の特性および耐久性が格段に向上することを見い出した。
【００２９】
この電子輸送特性の向上は、電子輸送層上に陰極を真空蒸着法などにより作製する際に、金属化合物が中性の金属状態に還元され、アルカリ金属、アルカリ土類金属や希土類金属が、仕事関数が低い金属であるため、電子輸送層への陰極から電子の注入効率が向上すること、金属イオンが有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素との間において、化学的相互作用（例えば、イオン結合、配位結合等）を生じることにより、有機化合物のエネルギー準位が相対的に変化すること、すなわち、ＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）とＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道）が相対的に低い準位に変化する。これにより、電子注入障壁が小さくなり、その結果、陰極からの電子注入がより容易になると推察される。電子輸送特性および陰極からの電子注入効率が向上した結果、有機発光素子において、発光層への電子注入がより効果的に行われ、輝度が上昇し、駆動電圧を低下した。さらには、ＨＯＭＯ準位の低下により、再結合しなかった正孔が陰極に送られることを抑制し、発光層と電子輸送層界面において効果的に正孔が蓄積される。その結果、これら正孔は再び再結合に寄与することが可能となり、発光効率が向上した。
【００３０】
また、耐久性の向上は、有機化合物と金イオンとの間に化学的相互作用を生じることにより、金属イオンの発光層への拡散が抑制され、金属イオンによる消光が抑制されることに止まらず、さらに、前記化学的相互作用による有機化合物の構造の安定化により、電子の輸送（受け渡し）に際して、立体構造が歪むなどの変化を抑制し、駆動における膜の安定性が向上していることによると考えられる。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、電子輸送層６を、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物と、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンとを含む材料を主材料として構成したことに特徴を有する。
【００３１】
ここで、非共有電子対を有する元素としては、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉのような第５Ｂ族に属する元素、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏのような第６Ｂ族に属する元素、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔのような第７Ｂ族に属する元素が挙げられるが、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種であるのが好ましい。これらの元素は、適度に電気陰性度が高いため、有機化合物の構造中において電子を当該元素側に若干偏らせることができる。このため、有機化合物と金属イオンとの化学的相互作用をより高めることができ、その結果、有機化合物の構造をより安定化させ、金属イオンの拡散を抑制することができる。また、これら元素は適度に結合次数が高いため、金属イオンと相互作用する不対電子を有し、かつ他の元素と容易に結合を形成する。その結果、多様な有機化合物中に挿入することが可能となる。
【００３２】
また、有機化合物は、Ｉ：非共有電子対を有する元素を含む芳香族環を有するものや、II：非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有することが好ましい。これらの構造を有することにより、有機化合物の構造中において、非共有電子対を有する元素への電子密度の偏りがより生じ易くなり、その結果、有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
Ｉの具体例としては、例えば、下記化１に示す化合物、またはこれらのうちの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。なお、下記化１に示す化合物において、Ｑは、それぞれ独立して、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓまたはＳｅを示す。
【００３３】
【化１】
【００３４】
また、IIの具体例としては、例えば、下記化２に示す化合物、またはこれらのうちの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。例えば、Ｑ１、Ｑ２の組み合わせとして、Ｃ＝Ｏ、Ｎ＝Ｏ、Ｐ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｅ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｐ＝Ｓのような二重結合、Ｃ≡Ｎのような三重結合等が挙げられる。ここで、Ｑ２よりもＱ１の方が結合次数が多いこととする。よって、Ｑ１はＱ２以外の元素またはフェニル基、アルキル基などの基と結合している。
【００３５】
【化２】
【００３６】
また、有機化合物は、IおよびIIの両方を併せ持っていてもよい。
以上のような特徴を有し、かつ電子輸送能に優れる有機化合物としては、例えば、下記化３〜１０に示す化合物、またはその誘導体が挙げられる。これらの有機化合物と前記金属イオンとを含む材料を主材料とする電子輸送層６は、特に優れた電子輸送効率および耐久性を有するものとなる。
【００３７】
【化３】
【００３８】
【化４】
【００３９】
【化５】
【００４０】
【化６】
【００４１】
【化７】
【００４２】
【化８】
【００４３】
【化９】
【００４４】
【化１０】
【００４５】
一方、金属イオンとしては、有機化合物の種類に応じて、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンまたは希土類金属イオンから適宜選択されるものであり、特に限定されないが、有機化合物として、例えば、前記化４で表される縮合複素環化合物またはその誘導体を用いる場合には、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙｂのような金属のイオンが好適である。
【００４６】
電子輸送層６中において、これらの有機化合物と金属イオンとの量比は、有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から、非共有電子対を有する元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上であるのが好ましく、０．２〜０．５程度であるのがより好ましい。Ｂ／Ａを前記範囲とすることにより、有機化合物に対して金属イオンを過不足なく存在させることができ、有機化合物の構造をより確実に安定化させることができる。また、金属イオンの作用による電子輸送層６への陰極７から電子の注入効率の向上を十分に図ることができる。このようなことから、電子輸送層６の特性をより向上させることができる。
【００４７】
また、Ｂ／Ａを前記範囲とすることにより、電子輸送層６中において、有機化合物との間に化学的相互作用を生じない金属イオンの数を十分に少なくでき、金属イオンが発光層５に拡散するのを確実に防止することができる。その結果、発光素子１の時間経過および駆動に伴う発光輝度が低下するのを好適に防止することができる。
このような発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００４８】
［１］ まず、基板２を用意し、この基板２上に陽極３を形成する。
陽極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
【００４９】
［２］ 次に、陽極３上に正孔輸送層４を形成する。
正孔輸送層４は、例えば、正孔輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、陽極３上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することにより形成することができる。
正孔輸送層形成用材料の供給方法としては、例えば、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、ワイヤーバーコート法、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、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。かかる塗布法を用いることにより、正孔輸送層４を比較的容易に形成することができる。
【００５０】
正孔輸送層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００５１】
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面を親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極３の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、基板２の温度７０〜９０℃程度とするのが好ましい。
【００５２】
［３］ 次に、正孔輸送層４上（陽極３の一方の面側）に、発光層５を形成する。
発光層５は、例えば、発光材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる発光層形成用材料を、正孔輸送層４上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することにより形成することができる。
発光層形成用材料の供給方法および乾燥の方法は、前記正孔輸送層４の形成で説明したのと同様である。
【００５３】
なお、前述したような発光材料を用いる場合、発光層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、非極性溶媒が好適であり、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられ、これらを単独またはこれらを含む混合溶媒して用いることができる。
【００５４】
［４］ 次に、発光層５上に、電子輸送層６を形成する。
まず、前述したような有機化合物と金属イオンとを含む電子輸送層形成用材料（液状材料）を調製する。これは、有機化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属を含む少なくとも１種の金属化合物とを溶媒に溶解し、金属化合物から金属イオンを解離させることにより調製することができる。
【００５５】
また、有機化合物と金属イオンの溶液をそれぞれ個別に調整し、それらを前述のＢ／Ａが所望の値となるよう混合してもよい。この際、それぞれの溶液に使用する溶媒は、分離せず、混合が可能ならば異なっていても良い。これにより、単一の溶媒に対する有機化合物と金属化合物の溶解性が大きく異なり、所望の量比で混合することが困難な場合においても、溶液の調整が可能となる。
【００５６】
金属化合物としては、例えば、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、アセチル酢酸塩等の有機酸塩のような塩類、塩化物、臭化物のようなハロゲン化物、メトキシド、エトキシドのようなアルコキシド類、アセチルアセトナトのような脱離しやすい配位子を有する金属錯体等が挙げられるが、金属塩および金属錯体のうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。これらの金属化合物は、大気中において比較的安定であるため、取り扱いが容易であり、また、金属イオンを解離し易いことからも好ましい。
【００５７】
電子輸送層形成用材料の調製に用いる溶媒としては、発光層５を膨潤または溶解し難いものが好ましい。これにより、発光材料の変質・劣化や、発光層５が溶解し、膜厚が極端に減少することを防止することができる。その結果、発光素子１の発光効率の低下を防止することができる。
さらに、この溶媒、有機化合物と金属化合物の溶液をそれぞれに別に用意する場合、金属化合物の溶液に用いる溶媒は金属化合物を容易に溶解して金属イオンを解離するものが好ましい。
以上のことを考慮した場合、溶媒には、プロトン性極性溶媒を用いるのが好適である。
【００５８】
プロトン性極性溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の単価アルコール、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールのようなアルコール類、酢酸、ギ酸、（メタ）アクリル酸のようなカルボン酸類、エチレンジアミン、ジエチルアミンのようなアミン類、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドのようなアミド類、フェノール、ｐ−ブチルフェノールのようなフェノール類、アセチルアセトン、マロン酸ジエチルのような活性メチレン化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５９】
中でも、プロトン性極性溶媒としては、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。水やアルコール類は、金属化合物の溶解性が高いため、プロトン性極性溶媒として、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものを用いることにより、金属化合物から確実に金属イオンを解離させることができ、電子輸送層形成用材料の調製が容易となる。
【００６０】
特に、アルコール類としては、炭素数が１〜７（好ましくは炭素数１〜４）の単価アルコールが好ましい。このような炭素数の単価アルコールは、金属化合物の溶解性が高い。
例えば、金属化合物として炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を単価アルコール（Ｒ−ＯＨ）に溶解すると、以下のような反応により、Ｃｓイオン（金属イオン）が解離する。
Ｃｓ２ＣＯ３＋２ＲＯＨ → ２Ｃｓ（ＯＲ）＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
Ｃｓ（ＯＲ）＋Ｈ２Ｏ → Ｃｓ＋＋ＯＨ−＋ＲＯＨ
【００６１】
なお、電子輸送層形成用材料中には、有機化合物と金属化合物とを、得られる電子輸送層６において、有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から、非共有電子対を有する元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数Ａ［個］と、金属イオンの数Ｂ［個］とが前述した関係となるように混合する。
例えば、有機化合物として下記化１１に示す化合物を用い、金属化合物としてＣｓ２ＣＯ３を用いて、Ｂ／Ａを０．２とする場合について説明する。
化１１に示す化合物には、Ｎ（非共有電子対を有する元素）が２個含まれるが、非共有電子対を有する元素同士が直接結合するものが存在しない。これに対して、Ｃｓ２ＣＯ３からは、Ｃｓイオンが２個解離する。このため、Ｂ／Ａを０．２とするためには、化１１に示す化合物１モルに対して、Ｃｓ２ＣＯ３を０．２モル混合するようにすればよい。
【００６２】
【化１１】
【００６３】
次に、調製した電子輸送層形成用材料を発光層５上に供給した後、乾燥（脱溶媒）する。これにより、電子輸送層６が得られる。
電子輸送層形成用材料の供給方法および乾燥の方法は、前記正孔輸送層４の形成で説明したのと同様である。
【００６４】
［５］ 次に、電子輸送層６上（発光層５と反対側）に、陰極７を形成する。
陰極７は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子１が得られる。
最後に、得られた発光素子１を覆うように、封止部材８を被せ、基板２に接合する。
【００６５】
以上のような製造方法によれば、有機層（ホール輸送層、発光層、電子輸送層）の形成や、金属微粒子インクを使用する場合は陰極の形成においても、真空装置等の大掛かりな設備を要しないため、発光素子１の製造時間および製造コストの削減を図ることができる。また、インクジェット法（液滴吐出法）を適用することで、大面積の素子の作製や多色の塗り分けが容易となる。
【００６６】
なお、本実施形態では、正孔輸送層４および発光層５を液相プロセスにより製造することとして説明したが、本発明では、用いる正孔輸送材料および発光材料の種類に応じて、これらの層を、例えば、真空蒸着法等の気相プロセスにより形成するようにしてもよい。
このような発光素子１は、例えば光源等として使用することができる。また、複数の発光素子１をマトリックス状に配置することにより、ディスプレイ装置（本発明の発光装置）を構成することができる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
【００６７】
次に、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図２は、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図２に示すディスプレイ装置１０は、基体２０と、この基体２０上に設けられた複数の発光素子１とで構成されている。
基体２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
【００６８】
回路部２２は、基板２１上に形成された、例えば酸化シリコン層からなる保護層２３と、保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
駆動用ＴＦＴ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、発光素子１が設けられている。また、隣接する発光素子１同士は、第１隔壁部３１および第２隔壁部３２により区画されている。
【００６９】
本実施形態では、各発光素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１の陰極７は、共通電極とされている。
そして、各発光素子１を覆うように封止部材（図示せず）が基体２０に接合され、各発光素子１が封止されている。
【００７０】
ディスプレイ装置１０は、単色表示であってもよく、各発光素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
このようなディスプレイ装置１０（本発明の発光装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図３は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【００７１】
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００７２】
図４は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００７３】
図５は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００７４】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００７５】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【００７６】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【００７７】
なお、本発明の電子機器は、図３のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の有機発光素子、有機発光素子の製造方法、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、本発明の有機発光素子には、各層同士の間の少なくとも１つに、任意の目的の層を１層以上設けることもできる。
【実施例】
【００７８】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．発光素子の製造
（実施例１）
＜１＞ まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板を用意した。
＜２＞ 次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
そして、基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した。
【００７９】
＜３＞ 次に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の水分散液を、ＩＴＯ電極上に、スピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で、大気圧下に２００℃×１０で乾燥した。これにより、平均厚さ６０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
＜４＞ 次に、ポリビニルカルバゾールとファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムとを溶解したモノクロロベンゼン溶液を、正孔輸送層上に、スピンコート法により塗布した後、乾燥した。これにより、平均厚さ７０ｎｍの発光層を形成した。
なお、ポリビニルカルバゾールとファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムとの配合比は、重量比で９７：３とした。
【００８０】
＜５＞ まず、金属化合物として炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を２−プロパノールに溶解した。一方、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（前記化１１に示す有機化合物）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解した。
そして、これら溶液を、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンの濃度が０．５ｗｔ％となるように混合した。これにより、電子輸送層形成用材料を得た。
なお、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの配合比は、モル比で１：０．１とした。すなわち、前記Ｂ／Ａを０．１となるようにした。
この調製した電子輸送層形成用材料を、発光層上に、スピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で、窒素雰囲気下に１３０℃×１０で乾燥した。これにより、平均厚さ１５ｎｍの電子輸送層を形成した。
【００８１】
＜６＞ 次に、電子輸送層上に、真空蒸着法により、平均厚さ２００ｎｍのＡｌ電極（陰極）を形成した。
次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー（封止部材）を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
【００８２】
（実施例２）
前記工程＜５＞において、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの配合比を、モル比で１：０．３とし、前記Ｂ／Ａを０．３となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（実施例３）
前記工程＜５＞において、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの配合比を、モル比で１：０．５とし、前記Ｂ／Ａを０．５となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００８３】
（実施例４）
前記工程＜５＞において、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの配合比を、モル比で１：０．７とし、前記Ｂ／Ａを０．７となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（実施例５）
前記工程＜５＞において、金属化合物としてリチウムアセチルアセトネート（Ｌｉ（ａｃａｃ））を用い、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンとリチウムアセチルアセトネートとの配合比を、モル比で１：１とし、前記Ｂ／Ａを０．５となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００８４】
（実施例６）
前記工程＜５＞において、金属化合物として塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を用い、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと塩化カルシウムとの配合比を、モル比で１：１とし、前記Ｂ／Ａを０．５となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００８５】
（実施例７）
前記工程＜５＞において、有機化合物として１，１’−チオカルボニルジイミダゾール（前記化６に示す有機化合物）を、また、金属化合物として、塩化イッテルビウム（ＹｂＣｌ３）を用い、１、１’−チオカルボニルジイミダゾールと塩化イッテルビウムとの配合比を、モル比で１：２．５とし、前記Ｂ／Ａを０．５となるようにした以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００８６】
（比較例１）
前記工程＜５＞において、炭酸セシウムを配合するのを省略した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（比較例２）
前記工程＜５＞において、炭酸セシウムと２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンとを共蒸着することにより、電子輸送層を形成した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
なお、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンと炭酸セシウムとの比は、モル比で１：０．５とした。
【００８７】
（比較例３）
前記工程＜５＞において、リチウムアセチルアセトネートを配合するのを省略した以外は、前記実施例５と同様にして、発光素子を製造した。
（比較例４）
前記工程＜５＞において、塩化カルシウムを配合するのを省略した以外は、前記実施例６と同様にして、発光素子を製造した。
（比較例５）
前記工程＜５＞において、塩化イッテルビウムを配合するのを省略した以外は、前記実施例７と同様にして、発光素子を製造した。
【００８８】
２．評価
２−１．金属イオンの存在の確認
各実施例および各比較例において、それぞれ、Ａｌ電極を形成する前に、電子輸送層中に存在する金属の電子状態を、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ法）により確認した。
なお、このＸ線光電子分光分析法は、ＸＰＳ装置（ＰＨＩ社製、「Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ」）を用いて行った。
その結果、各実施例における電子輸送層中には、いずれも、金属イオンの存在が確認できた。
【００８９】
２−２．発光効率の評価
各実施例および各比較例で製造した発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より８Ｖの電圧を印加し、このときの電流値および輝度を測定した。そして、これらの値から、発光効率［ｃｄ／Ａ］を求めた。
２−３．耐久性の評価
各実施例および各比較例で製造した発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より電圧を印加し、初期輝度４００Ｃｄ／ｍ２の定電流駆動を行った。そして、輝度が初期の半分になる期間（半減期）を求めた。
２−２（発光効率の評価）および２−３（耐久性の評価）の評価結果を、下記表１に示す。
【００９０】
【表１】
【００９１】
なお、表１には、各評価結果について、それぞれ、実施例１〜４および比較例２は、比較例１を「１」としたときの相対値として、実施例５は、比較例３を「１」としたときの相対値として、実施例６は、比較例４を「１」としたときの相対値として、また、実施例７は、比較例５を「１」としたときの相対値として示した。
表１に示すように、各実施例で製造した発光素子は、いずれも、発光効率および耐久性に優れるものであった。
【００９２】
これに対して、各比較例で製造した発光素子は、いずれも、発光効率および耐久性に劣るものであった。
なお、金属化合物を電子輸送層中に混入させる（比較例２）と、金属化合物を混入させないもの（比較例１）に対して、発光効率および耐久性が向上する傾向を示したが、その程度は、電子輸送層中に金属イオンを混入した実施例には、及ばないものであった。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の発光素子の実施形態の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
１……発光素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔輸送層 ５……発光層 ６……電子輸送層 ７……陰極 ８……封止部材 １０……ディスプレイ装置 ２０……基体 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……第１隔壁部 ３２……第２隔壁部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００‥‥ディジタルスチルカメラ １３０２‥‥ケース（ボディー） １３０４‥‥受光ユニット １３０６‥‥シャッタボタン １３０８‥‥回路基板 １３１２‥‥ビデオ信号出力端子 １３１４‥‥データ通信用の入出力端子 １４３０‥‥テレビモニタ １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、
該陽極の一方の面側に設けられた有機発光層と、
該有機発光層上に設けられた電子輸送層と、
該電子輸送層の前記有機発光層と反対側に設けられた陰極とを有し、
前記電子輸送層は、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物と、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンとを含む材料を主材料として構成されていることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記非共有電子対を有する元素は、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種である請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素を含む縮合複素環化合物またはそれらの誘導体である請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有する請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記電子輸送層中における前記有機化合物と前記金属イオンの量比は、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上である請求項１ないし４のいずれかに記載の有機発光素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の有機発光素子を製造する方法であって、
前記有機化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属を含む少なくとも１種の金属化合物とを溶媒に溶解することにより、前記金属化合物から金属イオンを解離させ、前記有機化合物と前記金属イオンとを含む液状材料を調製する工程と、
前記有機発光層上に、前記液状材料を供給した後、乾燥して前記電子輸送層を形成する工程と、
該電子輸送層の前記有機発光層と反対側に前記陰極を形成する工程とを有することを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記液状材料を調整する工程が、前記有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上となるよう、前記有機化合物を溶解させた第１の溶液と、前記金属化合物を溶解させた第２の溶液とを混合することを含む請求項６に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記溶媒は、前記有機発光層を膨潤または溶解し難いものである請求項６または７に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記溶媒は、プロトン性極性溶媒である請求項６ないし８のいずれかに記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記プロトン性極性溶媒は、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記アルコール類は、炭素数が１〜７の単価アルコールである請求項１０に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記金属化合物は、金属塩および金属錯体のうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項６ないし１１のいずれかに記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし５のいずれかに記載の有機発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
陽極と、
該陽極の一方の面側に設けられた有機発光層と、
該有機発光層上に設けられた電子輸送層と、
該電子輸送層の前記有機発光層と反対側に設けられた陰極とを有し、
前記電子輸送層は、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物と、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンとを含む材料を主材料として構成されていることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記非共有電子対を有する元素は、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種である請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素を含む縮合複素環化合物またはそれらの誘導体である請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有する請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記電子輸送層中における前記有機化合物と前記金属イオンの量比は、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上である請求項１ないし４のいずれかに記載の有機発光素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の有機発光素子を製造する方法であって、
前記有機化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属を含む少なくとも１種の金属化合物とを溶媒に溶解することにより、前記金属化合物から金属イオンを解離させ、前記有機化合物と前記金属イオンとを含む液状材料を調製する工程と、
前記有機発光層上に、前記液状材料を供給した後、乾燥して前記電子輸送層を形成する工程と、
該電子輸送層の前記有機発光層と反対側に前記陰極を形成する工程とを有することを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記液状材料を調整する工程が、前記有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、Ｂ／Ａが０．２以上となるよう、前記有機化合物を溶解させた第１の溶液と、前記金属化合物を溶解させた第２の溶液とを混合することを含む請求項６に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記溶媒は、前記有機発光層を膨潤または溶解し難いものである請求項６または７に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記溶媒は、プロトン性極性溶媒である請求項６ないし８のいずれかに記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記プロトン性極性溶媒は、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記アルコール類は、炭素数が１〜７の単価アルコールである請求項１０に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記金属化合物は、金属塩および金属錯体のうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項６ないし１１のいずれかに記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし５のいずれかに記載の有機発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１１６００８（Ｐ２００７−１１６００８Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０７８５４（Ｐ２００５−３０７８５４）
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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