有機発光素子およびその製造方法
【課題】低駆動電圧かつ連続駆動後の電圧上昇が小さく、高信頼性の有機発光素子を提供する。
【解決手段】基板の上方に形成され、正孔注入電極１２と電子注入電極１４との間に少なくとも発光層２６を備える有機発光素子であり、正孔注入電極１２と発光層２６との間に、少なくとも、正孔注入電極側から正孔注入性の介在層２０と、正孔注入層２２とを備える。介在層２０は、電子吸引性基を有する材料を含み、正孔注入層２２は、２種類以上の正孔注入輸送性材料を含み、正孔注入層形成後、この正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上に加熱処理が施されている。
【解決手段】基板の上方に形成され、正孔注入電極１２と電子注入電極１４との間に少なくとも発光層２６を備える有機発光素子であり、正孔注入電極１２と発光層２６との間に、少なくとも、正孔注入電極側から正孔注入性の介在層２０と、正孔注入層２２とを備える。介在層２０は、電子吸引性基を有する材料を含み、正孔注入層２２は、２種類以上の正孔注入輸送性材料を含み、正孔注入層形成後、この正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上に加熱処理が施されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
有機発光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子などの自発光素子は、高輝度発光が可能であると共に、低消費電力化、装置の薄型化が可能であり、次世代表示装置、光源装置として注目されている。この自発光素子の一種である有機ＥＬ素子では、正孔注入電極と電子注入電極の間に設けられる発光層に有機材料を用いており、発光色の自由度が高い。一方で、発光層などが非常に薄膜であって被覆性が低かったりすることによる耐久性の低さや、採用される有機材料自体の耐久性の低さなどの課題があり、耐久性を高めるための研究開発が行われている。
【０００３】
特許文献１では、有機ＥＬ素子の電極表面等に付着した導電性異物に起因した凹凸が、単に上から発光材料などを積層しただけでは十分に被覆できず、不良となりやすいことに着目している。そして、特許文献１では、このような被覆不良を解消するため、導電性異物などを覆って形成される複数の有機材料層に対して加熱処理を行って流動させることが提案され、複数の有機材料層を加熱流動させることで、局部的な有機材料層の未形成領域を解消し、有機ＥＬ素子の熱的安定性の向上を図っている。
【０００４】
特許文献２および特許文献３では、正孔注入電極と発光層との間に設けられる正孔輸送層の材料として、複数種類を混合して用いることが提案されている。このような混合層の採用により、現在開発されている単独の材料では達成できない複数の役割を補完し、正孔輸送層の総合的な能力を向上させ、有機ＥＬ素子の特性向上を図っている。
【０００５】
非特許文献１では、正孔注入電極と正孔輸送層との界面に、フッ素化銅フタロシアニン層を設け、高効率有機ＥＬ素子の実現を図ることが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−５１４９号公報
【特許文献２】特開２０００−６８０６４号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２８７０号公報
【非特許文献１】Musubu Ichikawa, Kana Kobayashi, Toshiki Koyama, Yoshio Taniguchi,“Intense and efficient ultraviolet electroluminescence from organic light-emitting devices with fluorinated copper phthalocyanine as hole injection layer”, Thin Solid Films 515, 3932-3935 (2007)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のように、有機材料層を加熱することにより有機ＥＬ素子の信頼性向上について効果が期待できる。しかし、複数の有機材料層を採用することにより、有機層の膜厚増加が生じ、有機ＥＬ素子の駆動電圧が上昇する。
【０００８】
特許文献２または特許文献３のように正孔輸送層に混合層を採用した場合、上記駆動電圧の上昇の問題は、膜厚の増加に加え、正孔注入層のアモルファス性が増すことから、さらに顕著となる。
【０００９】
非特許文献３のような正孔注入層を採用することで、上記駆動電圧上昇を抑制することができる。しかし、正孔注入層に採用されるフッ素化銅フタロシアニンなどは、濡れ性が悪い。つまり、多層構造よりなる有機ＥＬ素子の積層構造中に、濡れ性が悪い材料を挿入することとなって、界面の密着力が低下するため、素子製造時や素子の駆動時の加熱環境下で界面に欠陥が生じて、連続駆動時の電圧上昇が発生しやすくなる。
【００１０】
本発明は、低駆動電圧かつ連続駆動後の電圧上昇が小さく、高信頼性の有機発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、基板の上方に形成され、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも発光層を備える有機発光素子であって、前記正孔注入電極と前記発光層との間に、少なくとも、前記正孔注入電極側から正孔注入性の介在層と、正孔注入層とを備え、前記介在層は、電子吸引性基を有する材料を含み、前記正孔注入層は、２種類以上の正孔注入輸送性材料を含み、該正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する前記正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上に前記正孔注入層が加熱されている。
【００１２】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記介在層は、前記正孔注入電極から前記正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を含む。
【００１３】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記介在層は、ハロゲンまたは擬ハロゲンを分子中に含む化合物からなる。
【００１４】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記介在層の化合物は、フッ素化合物またはシアン化合物である。さらに、他の態様では、このフッ素化合物は、フタロシアニン骨格を有する。また、本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記フッ素化合物の中心金属は亜鉛、銅のいずれかである。
【００１５】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記正孔注入層の前記２種類以上の正孔輸送性材料のうち、少なくとも２種類は、それぞれ体積分率で１５％以上、前記正孔注入層に含まれている。
【００１６】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記少なくとも２種類の正孔注入輸送性材料は、トリフェニルアミン誘導体である。
【００１７】
本発明の他の態様では、基板の上方に形成され、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも発光層を備え、前記正孔注入電極と前記発光層との間に、少なくとも、前記正孔注入電極側から正孔注入性の介在層と正孔注入層とを備える有機発光素子の製造方法であって、前記正孔注入電極の上に、真空蒸着法によって、前記正孔注入電極から前記正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を積層して前記介在層を形成し、前記介在層の上に、真空蒸着法によって、２種類以上の正孔注入輸送性材料を積層して前記正孔注入層を形成し、前記正孔注入層の形成後、該正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上にて加熱処理を行い、前記加熱処理の後に、前記発光層を形成する。
【００１８】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子の製造方法において、前記加熱処理は、１００℃以上である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、駆動電圧が低く、かつ、長寿命の有機ＥＬ素子を提供することができる。また、連続駆動時の電圧上昇を抑制することができる。
【００２０】
本発明では、正孔注入層として、正孔注入輸送性材料の２種類以上を用いることにより、正孔注入層のアモルファス性が増す。また、正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上に加熱することで、介在層と正孔注入層の界面の安定性や濡れ性を向上することができる。このため、有機発光素子の長寿命化をもたらすとともに連続運転時の電圧上昇を抑制することができる。
【００２１】
さらに、本発明において、電子吸引性基を有する介在層を採用し、さらに正孔注入電極から正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を用いることで、正孔注入障壁の減少効果を、より効果的に発揮させることができる。よって、正孔注入層に混合材料を用いることによるキャリア（正孔）移動度の低下よりも大きな駆動電圧低下効果を得ることができ、駆動電圧が低い有機発光素子を作製可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を用いてこの発明の最良の実施の形態（以下実施形態という）について説明する。
【００２３】
（全体構成）
図１は、本実施形態にかかる有機発光素子の例として採用した有機ＥＬ素子１００の概略構成を示す。ＥＬ素子１００は、ガラスなどの透明基板１０の上に、正孔注入電極（陽極）として透明電極１２、発光層を含む１層以上の有機層２００、電子注入電極（陰極）として金属電極１４がこの順に積層されて構成されている。有機層２００は、少なくとも発光層２６を有し、有機層２００に採用される材料特性などに応じた多層構造が採用される。
【００２４】
本実施形態では、上記発光層２６の他、陽極１２と発光層２６との間に、少なくとも、陽極１２側から正孔注入性の介在層２０と、正孔注入層２２を備える。図１の例では、有機層２０は、正孔注入層２２と発光層２６の間に、ホール輸送層２４を備え、発光層２６と陰極１４との間には、発光層側から順に、電子輸送層２８、電子注入層３０を備えた多層構造となっている。なお、もちろんこれらの構成に限られず、発光層２６がキャリア輸送層（例えば正孔輸送層や電子輸送層）を兼用したり、発光色が異なる多層の発光層２６を採用する、電子注入層を省略する、或いは発光層２６と電子輸送層２８との間に正孔ブロック層を設けるなど、様々な構成の有機ＥＬ素子１００を採用することができる。
【００２５】
次に、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１００についてより詳しく説明する。基板１０の上に形成される陽極１２としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性薄膜が採用可能である。この陽極１２から有機層２００へのキャリア（正孔）注入障壁の低減を目的として、本実施形態では、陽極１２と接するように、電子吸引性基を含む有機化合物からなる介在層２０を１〜２０ｎｍ成膜する。
【００２６】
介在層２０の有機化合物には、陽極１２から正孔注入層２２への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料が採用される。この正孔注入障壁は、陽極１２の仕事関数（ｅＶ）に対する有機化合物のＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）レベル（ｅＶ）の差に応じており、差が小さいほど注入障壁が小さくなる。
【００２７】
このような材料としては、分子中に上述のような電子吸引性基を有する化合物を用いる。電子吸引性基としては、例えば、ハロゲンおよびハロゲンを含む特性基の他、シアノ基や、アゾ基などの擬ハロゲンを含む特性基が挙げられる。これらの電子吸引性基を有する化合物の中で、一例としてフルオロ基を有するフッ素化合物やシアノ基を有するシアン化合物が採用可能である。特に、フタロシアニン骨格を有するフッ素化合物を採用することで、作製する有機ＥＬ素子の駆動電圧や作製プロセスの制御性の観点で有利となる。
【００２８】
また、この介在層２０の構成材料としては、さらに、大気に触れても変質しない材料、より具体的には耐酸化性の高い材料であることがより好ましい。変質が起き難いことで、層内でのアモルファス性が維持され、素子の耐久性に悪影響を及ぼしにくくなるためである。
【００２９】
上記介在層２０の材料として、より具体的には、１１，１１，１２，１２−テトラシアノナフソ−２，６−キノジメタン（略称：ＴＮＡＰ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ4−ＴＣＮＱ）、トリス（４−ブロモフェニル）アンモニウミル−ヘキサクロロアンチモネート（略称：ＴＢＡＨＡ）、２，５，８，１１，１４，１７−ヘキサフルオロ−ヘキサ−ペリ−ヘィサベンゾコロネン（略称：Ｆ6−ＨＢＣ）、銅１，２，３，４，８，９，１０，１１，１５，１６，１７，１８，２２，２３，２４，２５−ヘキサデカフルオロ−２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン（略称：Ｆ−ＣｕＰｃ）もしくは亜鉛１，２，３，４，８，９，１０，１１，１５，１６，１７，１８，２２，２３，２４，２５−ヘキサデカフルオロ−２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン（略称：Ｆ−ＺｎＰｃ）などを選択することができる。
【００３０】
なお、これらの介在層材料は、例えば真空蒸着法によって積層することができる。また、上記介在層２０の膜厚が１ｎｍよりも薄い場合には陽極からのキャリア注入障壁を低減する効果が発現しにくく、２０ｎｍよりも厚い場合には上記フッ素化合物自体の電気伝導性が乏しいことにより素子の駆動電圧が高くなる可能性がある。よって、介在層２０の膜厚は、１ｎｍから２０ｎｍの間とすることが好ましい。
【００３１】
陽極１２の上に上述のフッ素化合物等を用いて介在層２０を形成した後、この介在層２０の上には、２種類以上の正孔輸送性を持つ材料を用いて正孔注入層２２が形成される。正孔注入層２２は、介在層２０と同様に真空蒸着法などによって積層することができ、少なくとも２種類以上の正孔注入輸送性材料が用いられ、この複数の材料を共蒸着することによって所望の体積割合の混合層を形成することができる。
【００３２】
正孔注入輸送性材料としては、トリフェニルアミン誘導体等を採用することができ、この材料を共蒸着などによって混合した正孔注入層２２を２０〜２００ｎｍ成膜する。正孔注入輸送性材料の混合比は、互いに異なる少なくとも２種類の材料は、層内のアモルファス性を保つ観点から、それぞれ体積分率で１５％以上含まれていることが好ましい。
【００３３】
正孔注入層２２の厚さは、２０ｎｍよりも薄い場合、積層後に加熱処理を実行しても形成表面の凹凸を覆うことが困難となる。つまり十分な被覆性を発揮することが難しく有機ＥＬ素子の信頼性を損ないやすい。一方で、２００ｎｍよりも厚くすると、正孔注入層自体の電気抵抗が大きくなり、フッ素化合物等の介在層２０によってキャリア注入障壁を低減したことによる低駆動電圧化の効果を打ち消してしまうほど、有機ＥＬ素子の駆動電圧が高くなってしまう。したがって、正孔注入層２２の積層厚さは、２０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲とすることが好ましい。
【００３４】
正孔注入層２２の形成後には加熱処理が行われる。加熱温度は、正孔注入層２２内での体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上の温度とする。このような加熱処理により、正孔注入層２２を溶融流動させ、介在層２０を介して形成面に引き継がれる下層の（陽極表面における）凹凸を覆う。なお、上位８０％までを占める構成材料以外の残りは、存在する場合であっても微量であり、正孔注入層２２の全体を下層の介在層を覆うように流動させる上で、この微量の構成材料のガラス転移温度の影響は低い。
【００３５】
ここで、正孔注入層２２内での体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料は、体積分率で１５％以上、例えば２０％以上含まれている材料である。上位８０％を占める構成材料のうち、最も高いガラス転移温度の温度以上に加熱することで、積層した正孔注入層２２を下層の凹凸を被覆できる程度に流動させることが可能となる。
【００３６】
このように正孔注入層２２の積層後、流動する程度に加熱処理することで、有機ＥＬ素子の信頼性、耐久性を向上させることが可能となる。なお、加熱時における正孔注入層の酸化やホール注入層内部への水分の侵入を防ぐ目的から、この加熱処理は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中、もしくは真空中で行うことが好ましい。
【００３７】
また、上記の体積分率１５％以上含まれる２種類以上の正孔輸送性の材料は、その後の製造工程に際して施される加熱処理や有機ＥＬ素子の信頼性を考えると、１００℃以上のガラス転移点を持つ材料であることが好ましい。
【００３８】
正孔注入層２２を形成する材料としては、例えば、４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）フェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：２−ＴＮＡＴＡ、ガラス転移温度：１１０℃）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ジフェニルアミノ−４’−ビフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＤＡＰ−ＤＰＢ、ガラス転移温度：１４０℃）、およびＮ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチル−フェニル）−１，１−ビフェニル−４，４−テトラアミン（略称：ＴＰＴＥ，ガラス転移温度：１４３℃）等が挙げられる。なお、混合する材料は、層のアモルファス性を高め、かつこのアモルファス性を維持する上で、互いに基本骨格が異なる材料であるか、基本骨格は共通していても全体的な分子構造が異なる材料を採用すればよい。基本骨格が共通する混合の例としては、例えば基本骨格を共通とする２量体化合物と、２より大きい３量体、４量体化合物との混合などが挙げられる。
【００３９】
上記のような材料を混合して正孔注入層２２を形成し、かつ加熱処理を実行した後、本実施形態では、さらに正孔輸送層２４、発光層２６、電子輸送層２８、電子注入層３０を積層する。さらに、電子注入層３０の上に陰極１４を順次成膜し、有機ＥＬ素子１００を得る。正孔輸送層２４の材料としては、正孔輸送機能を備えていれば特に限定されないが、一例として、正孔注入層２２の材料としても利用可能なＤＡＰ−ＤＰＢ等を利用できる。
【００４０】
発光層２６としては、目的とする発光色に応じて採用する材料を変更できるが、例えば、緑色の発光色が得られるトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3：キノリノール３量体）を採用することができる。なお、このＡｌｑ3は、電子輸送機能も備えているため、このＡｌｑ3を採用する場合、発光層２６と電子輸送層２８とを、単一層によって構成することも可能である。
【００４１】
電子注入層３０としては、例えばＬｉＦ（フッ化リチウム）等を採用することができ、陰極１４としては、例えばアルミニウムや銀などを採用することができる。なお、ＬｉＦからなる電子注入層３０は、厳密には有機化合物ではなく、このような場合、電子注入層３０は、陰極１４の一部として考えることもできる。
【００４２】
上述のような有機ＥＬ素子１００において、陽極１２の上に形成される有機層２００および陰極１２は、一例としていずれも真空蒸着方法によって成膜することができる。上述のように正孔注入層２２の形成後においては、加熱処理を施すが、それを除けば、ほぼ連続して各層を真空蒸着にて形成することができる。もちろん、スパッタリングや、印刷方法など、他の方法によって形成しても良い。
【実施例】
【００４３】
以下に実施例を示す。
［実施例１］
１５０ｎｍの酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を陽極１２として配したガラス基板１０の上に、介在層２０としてＦ−ＺｎＰｃを採用し、これを真空蒸着により３ｎｍ成膜した。
【００４４】
その後、正孔注入層２２として、２−ＴＮＡＴＡとＤＡＰ−ＤＰＢを体積比１：１（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが５０％、ＤＡＰ−ＤＰＢが５０％）で、混合した膜厚１００ｎｍの膜を真空中で共蒸着することにより形成した。正孔注入層２２を成膜した後、窒素雰囲気中において加熱温度１５５℃で１５分間の加熱処理を行った。なお、２種類の正孔注入輸送性材料の合計体積比率は１００％であり、加熱温度１５５℃は、２つの構成材料の内の高い方のガラス転移温度１４０℃以上となっている。
【００４５】
加熱処理の後、正孔輸送層２４として５０ｎｍのＤＡＰ−ＤＰＢ、発光層兼電子輸送層２６として６０ｎｍのＡｌｑ3、電子注入層３０として０．５ｎｍのフッ化リチウム、陰極１４として１５０ｎｍのアルミニウムを順次真空蒸着により成膜し、有機ＥＬ素子１００を形成した。
［実施例２］
実施例１の正孔注入層の材料として、２−ＴＮＡＴＡとＤＡＰ−ＤＰＢを採用し、その混合割合を体積比５：１（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが８３．３％、ＤＡＰ−ＤＰＢが約１６．７％）に変更し、他は上記実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例３］
実施例１の正孔注入層の材料として、２−ＴＮＡＴＡとＤＡＰ−ＤＰＢを採用し、その混合割合を体積比１：４（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが２０％、ＤＡＰ−ＤＰＢが８０％）とし、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例４］
正孔注入層を形成する材料として、２−ＴＮＡＴＡとＴＰＴＥを採用し、その混合割合を１：１（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが５０％、ＴＰＴＥが５０％）とし、他は上記実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例５］
正孔注入層を形成する材料として、ＤＡＰ−ＤＰＢとＴＰＴＥを採用し、その混合割合を体積比１：１（体積分率は、ＤＡＰ−ＤＰＢが５０％、ＴＰＴＥが５０％）とし、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例６］
正孔注入層を形成する材料として、２−ＴＮＡＴＡとＤＡＰ−ＤＰＢおよびＴＰＴＥを採用し、その混合割合を体積比２：１：１（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが５０％、ＤＡＰ−ＤＰＢ２５％、ＴＰＴＥが２５％）とし、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例７］
陽極上に形成する介在層２０の材料として用いるフッ素化合物の材料をＦ−ＺｎＰｃではなく、Ｆ−ＣｕＰｃとし、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例８］
陽極上に形成する介在層２０に用いるフッ素化合物の材料として、ＴＮＡＰを採用し、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例９］
陽極上に形成する介在層２０に用いるフッ素化合物の材料として、Ｆ4−ＴＣＮＱを採用し、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１０］
陽極上に形成する介在層２０に用いるフッ素化合物の材料として、ＴＢＡＨＡを採用し、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１１］
陽極上に形成する介在層２０に用いるフッ素化合物の材料として、Ｆ6−ＨＢＣを採用し、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例１］
実施例１の構成から、介在層２０としてのＦ−ＺｎＰｃ層を除いた構成とし、陽極１２の上に、直接正孔注入層２２を形成した。また、この正孔注入層２２としては、２−ＴＮＡＴＡのみを用い、成膜後の加熱処理を含め他は上記実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した（介在層なし、単独正孔注入層、加熱処理有り）。
［比較例２］
実施例１の構成から、介在層２０を除き、かつ正孔注入層２２の形成後の加熱処理を省略した条件にて、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した（介在層、加熱処理なし）。
［比較例３］
実施例１の正孔注入層２２を２−ＴＮＡＴＡのみで構成し、かつ、正孔注入層２２の形成後の加熱処理を省略し、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した（単独正孔注入層、加熱処理無し）。
［比較例４］
実施例１の正孔注入層２２を２−ＴＮＡＴＡのみで構成し、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した（単独正孔注入層、加熱処理有り）。
［比較例５］
実施例１の構成から、介在層２０を除き、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した（介在層なし、混合正孔注入層、加熱処理有り）。
［比較例６］
実施例１の構成から、加熱処理のみを省略し、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した（介在層有り、混合正孔注入層、加熱処理なし）。
［比較例７］
実施例１の正孔注入層２２をＤＡＰ−ＤＰＢのみで構成し、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
【００４６】
以下の表１に、輝度２４００ｃｄ／ｍ2における初期駆動電圧と、この条件における１００時間（ｈ）の定電流駆動による電圧上昇、および連続駆動試験後の短絡破壊の割合を示す。
【表１】
表１に示されるとおり、実施例１〜１１のいずれにおいても、比較例に対して初期駆動電圧が高くなることなく（むしろ、傾向として、比較例より低い）、電圧上昇が低く抑制され、かつ短絡破壊の割合が０／１０または１／１０と低くなっている。
【００４７】
一方、比較例１〜７では、初期駆動電圧、電圧上昇、短絡破壊の割合について、個別に、優れた数値となっている例もある。しかし、電圧上昇が抑制され、かつ短絡破壊の割合が低くなるという、両立した効果は得られていない。
【００４８】
このことからも、本実施形態によれば、初期駆動電圧も低く、かつ、その後の電圧上昇が低く、そして高信頼性で長寿命の有機ＥＬ素子が得られることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 基板、１２ 陽極（正孔注入電極）、１４ 陰極（電子注入電極）、２０ 介在層、２２ 正孔注入層、２４ 正孔輸送層、２６ 発光層、２８ 電子輸送層、３０ 電子注入層、２００ 有機層。
【技術分野】
【０００１】
有機発光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子などの自発光素子は、高輝度発光が可能であると共に、低消費電力化、装置の薄型化が可能であり、次世代表示装置、光源装置として注目されている。この自発光素子の一種である有機ＥＬ素子では、正孔注入電極と電子注入電極の間に設けられる発光層に有機材料を用いており、発光色の自由度が高い。一方で、発光層などが非常に薄膜であって被覆性が低かったりすることによる耐久性の低さや、採用される有機材料自体の耐久性の低さなどの課題があり、耐久性を高めるための研究開発が行われている。
【０００３】
特許文献１では、有機ＥＬ素子の電極表面等に付着した導電性異物に起因した凹凸が、単に上から発光材料などを積層しただけでは十分に被覆できず、不良となりやすいことに着目している。そして、特許文献１では、このような被覆不良を解消するため、導電性異物などを覆って形成される複数の有機材料層に対して加熱処理を行って流動させることが提案され、複数の有機材料層を加熱流動させることで、局部的な有機材料層の未形成領域を解消し、有機ＥＬ素子の熱的安定性の向上を図っている。
【０００４】
特許文献２および特許文献３では、正孔注入電極と発光層との間に設けられる正孔輸送層の材料として、複数種類を混合して用いることが提案されている。このような混合層の採用により、現在開発されている単独の材料では達成できない複数の役割を補完し、正孔輸送層の総合的な能力を向上させ、有機ＥＬ素子の特性向上を図っている。
【０００５】
非特許文献１では、正孔注入電極と正孔輸送層との界面に、フッ素化銅フタロシアニン層を設け、高効率有機ＥＬ素子の実現を図ることが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−５１４９号公報
【特許文献２】特開２０００−６８０６４号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２８７０号公報
【非特許文献１】Musubu Ichikawa, Kana Kobayashi, Toshiki Koyama, Yoshio Taniguchi,“Intense and efficient ultraviolet electroluminescence from organic light-emitting devices with fluorinated copper phthalocyanine as hole injection layer”, Thin Solid Films 515, 3932-3935 (2007)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のように、有機材料層を加熱することにより有機ＥＬ素子の信頼性向上について効果が期待できる。しかし、複数の有機材料層を採用することにより、有機層の膜厚増加が生じ、有機ＥＬ素子の駆動電圧が上昇する。
【０００８】
特許文献２または特許文献３のように正孔輸送層に混合層を採用した場合、上記駆動電圧の上昇の問題は、膜厚の増加に加え、正孔注入層のアモルファス性が増すことから、さらに顕著となる。
【０００９】
非特許文献３のような正孔注入層を採用することで、上記駆動電圧上昇を抑制することができる。しかし、正孔注入層に採用されるフッ素化銅フタロシアニンなどは、濡れ性が悪い。つまり、多層構造よりなる有機ＥＬ素子の積層構造中に、濡れ性が悪い材料を挿入することとなって、界面の密着力が低下するため、素子製造時や素子の駆動時の加熱環境下で界面に欠陥が生じて、連続駆動時の電圧上昇が発生しやすくなる。
【００１０】
本発明は、低駆動電圧かつ連続駆動後の電圧上昇が小さく、高信頼性の有機発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、基板の上方に形成され、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも発光層を備える有機発光素子であって、前記正孔注入電極と前記発光層との間に、少なくとも、前記正孔注入電極側から正孔注入性の介在層と、正孔注入層とを備え、前記介在層は、電子吸引性基を有する材料を含み、前記正孔注入層は、２種類以上の正孔注入輸送性材料を含み、該正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する前記正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上に前記正孔注入層が加熱されている。
【００１２】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記介在層は、前記正孔注入電極から前記正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を含む。
【００１３】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記介在層は、ハロゲンまたは擬ハロゲンを分子中に含む化合物からなる。
【００１４】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記介在層の化合物は、フッ素化合物またはシアン化合物である。さらに、他の態様では、このフッ素化合物は、フタロシアニン骨格を有する。また、本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記フッ素化合物の中心金属は亜鉛、銅のいずれかである。
【００１５】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記正孔注入層の前記２種類以上の正孔輸送性材料のうち、少なくとも２種類は、それぞれ体積分率で１５％以上、前記正孔注入層に含まれている。
【００１６】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子において、前記少なくとも２種類の正孔注入輸送性材料は、トリフェニルアミン誘導体である。
【００１７】
本発明の他の態様では、基板の上方に形成され、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも発光層を備え、前記正孔注入電極と前記発光層との間に、少なくとも、前記正孔注入電極側から正孔注入性の介在層と正孔注入層とを備える有機発光素子の製造方法であって、前記正孔注入電極の上に、真空蒸着法によって、前記正孔注入電極から前記正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を積層して前記介在層を形成し、前記介在層の上に、真空蒸着法によって、２種類以上の正孔注入輸送性材料を積層して前記正孔注入層を形成し、前記正孔注入層の形成後、該正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上にて加熱処理を行い、前記加熱処理の後に、前記発光層を形成する。
【００１８】
本発明の他の態様では、上記有機発光素子の製造方法において、前記加熱処理は、１００℃以上である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、駆動電圧が低く、かつ、長寿命の有機ＥＬ素子を提供することができる。また、連続駆動時の電圧上昇を抑制することができる。
【００２０】
本発明では、正孔注入層として、正孔注入輸送性材料の２種類以上を用いることにより、正孔注入層のアモルファス性が増す。また、正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上に加熱することで、介在層と正孔注入層の界面の安定性や濡れ性を向上することができる。このため、有機発光素子の長寿命化をもたらすとともに連続運転時の電圧上昇を抑制することができる。
【００２１】
さらに、本発明において、電子吸引性基を有する介在層を採用し、さらに正孔注入電極から正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を用いることで、正孔注入障壁の減少効果を、より効果的に発揮させることができる。よって、正孔注入層に混合材料を用いることによるキャリア（正孔）移動度の低下よりも大きな駆動電圧低下効果を得ることができ、駆動電圧が低い有機発光素子を作製可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を用いてこの発明の最良の実施の形態（以下実施形態という）について説明する。
【００２３】
（全体構成）
図１は、本実施形態にかかる有機発光素子の例として採用した有機ＥＬ素子１００の概略構成を示す。ＥＬ素子１００は、ガラスなどの透明基板１０の上に、正孔注入電極（陽極）として透明電極１２、発光層を含む１層以上の有機層２００、電子注入電極（陰極）として金属電極１４がこの順に積層されて構成されている。有機層２００は、少なくとも発光層２６を有し、有機層２００に採用される材料特性などに応じた多層構造が採用される。
【００２４】
本実施形態では、上記発光層２６の他、陽極１２と発光層２６との間に、少なくとも、陽極１２側から正孔注入性の介在層２０と、正孔注入層２２を備える。図１の例では、有機層２０は、正孔注入層２２と発光層２６の間に、ホール輸送層２４を備え、発光層２６と陰極１４との間には、発光層側から順に、電子輸送層２８、電子注入層３０を備えた多層構造となっている。なお、もちろんこれらの構成に限られず、発光層２６がキャリア輸送層（例えば正孔輸送層や電子輸送層）を兼用したり、発光色が異なる多層の発光層２６を採用する、電子注入層を省略する、或いは発光層２６と電子輸送層２８との間に正孔ブロック層を設けるなど、様々な構成の有機ＥＬ素子１００を採用することができる。
【００２５】
次に、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１００についてより詳しく説明する。基板１０の上に形成される陽極１２としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性薄膜が採用可能である。この陽極１２から有機層２００へのキャリア（正孔）注入障壁の低減を目的として、本実施形態では、陽極１２と接するように、電子吸引性基を含む有機化合物からなる介在層２０を１〜２０ｎｍ成膜する。
【００２６】
介在層２０の有機化合物には、陽極１２から正孔注入層２２への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料が採用される。この正孔注入障壁は、陽極１２の仕事関数（ｅＶ）に対する有機化合物のＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）レベル（ｅＶ）の差に応じており、差が小さいほど注入障壁が小さくなる。
【００２７】
このような材料としては、分子中に上述のような電子吸引性基を有する化合物を用いる。電子吸引性基としては、例えば、ハロゲンおよびハロゲンを含む特性基の他、シアノ基や、アゾ基などの擬ハロゲンを含む特性基が挙げられる。これらの電子吸引性基を有する化合物の中で、一例としてフルオロ基を有するフッ素化合物やシアノ基を有するシアン化合物が採用可能である。特に、フタロシアニン骨格を有するフッ素化合物を採用することで、作製する有機ＥＬ素子の駆動電圧や作製プロセスの制御性の観点で有利となる。
【００２８】
また、この介在層２０の構成材料としては、さらに、大気に触れても変質しない材料、より具体的には耐酸化性の高い材料であることがより好ましい。変質が起き難いことで、層内でのアモルファス性が維持され、素子の耐久性に悪影響を及ぼしにくくなるためである。
【００２９】
上記介在層２０の材料として、より具体的には、１１，１１，１２，１２−テトラシアノナフソ−２，６−キノジメタン（略称：ＴＮＡＰ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ4−ＴＣＮＱ）、トリス（４−ブロモフェニル）アンモニウミル−ヘキサクロロアンチモネート（略称：ＴＢＡＨＡ）、２，５，８，１１，１４，１７−ヘキサフルオロ−ヘキサ−ペリ−ヘィサベンゾコロネン（略称：Ｆ6−ＨＢＣ）、銅１，２，３，４，８，９，１０，１１，１５，１６，１７，１８，２２，２３，２４，２５−ヘキサデカフルオロ−２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン（略称：Ｆ−ＣｕＰｃ）もしくは亜鉛１，２，３，４，８，９，１０，１１，１５，１６，１７，１８，２２，２３，２４，２５−ヘキサデカフルオロ−２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン（略称：Ｆ−ＺｎＰｃ）などを選択することができる。
【００３０】
なお、これらの介在層材料は、例えば真空蒸着法によって積層することができる。また、上記介在層２０の膜厚が１ｎｍよりも薄い場合には陽極からのキャリア注入障壁を低減する効果が発現しにくく、２０ｎｍよりも厚い場合には上記フッ素化合物自体の電気伝導性が乏しいことにより素子の駆動電圧が高くなる可能性がある。よって、介在層２０の膜厚は、１ｎｍから２０ｎｍの間とすることが好ましい。
【００３１】
陽極１２の上に上述のフッ素化合物等を用いて介在層２０を形成した後、この介在層２０の上には、２種類以上の正孔輸送性を持つ材料を用いて正孔注入層２２が形成される。正孔注入層２２は、介在層２０と同様に真空蒸着法などによって積層することができ、少なくとも２種類以上の正孔注入輸送性材料が用いられ、この複数の材料を共蒸着することによって所望の体積割合の混合層を形成することができる。
【００３２】
正孔注入輸送性材料としては、トリフェニルアミン誘導体等を採用することができ、この材料を共蒸着などによって混合した正孔注入層２２を２０〜２００ｎｍ成膜する。正孔注入輸送性材料の混合比は、互いに異なる少なくとも２種類の材料は、層内のアモルファス性を保つ観点から、それぞれ体積分率で１５％以上含まれていることが好ましい。
【００３３】
正孔注入層２２の厚さは、２０ｎｍよりも薄い場合、積層後に加熱処理を実行しても形成表面の凹凸を覆うことが困難となる。つまり十分な被覆性を発揮することが難しく有機ＥＬ素子の信頼性を損ないやすい。一方で、２００ｎｍよりも厚くすると、正孔注入層自体の電気抵抗が大きくなり、フッ素化合物等の介在層２０によってキャリア注入障壁を低減したことによる低駆動電圧化の効果を打ち消してしまうほど、有機ＥＬ素子の駆動電圧が高くなってしまう。したがって、正孔注入層２２の積層厚さは、２０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲とすることが好ましい。
【００３４】
正孔注入層２２の形成後には加熱処理が行われる。加熱温度は、正孔注入層２２内での体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上の温度とする。このような加熱処理により、正孔注入層２２を溶融流動させ、介在層２０を介して形成面に引き継がれる下層の（陽極表面における）凹凸を覆う。なお、上位８０％までを占める構成材料以外の残りは、存在する場合であっても微量であり、正孔注入層２２の全体を下層の介在層を覆うように流動させる上で、この微量の構成材料のガラス転移温度の影響は低い。
【００３５】
ここで、正孔注入層２２内での体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料は、体積分率で１５％以上、例えば２０％以上含まれている材料である。上位８０％を占める構成材料のうち、最も高いガラス転移温度の温度以上に加熱することで、積層した正孔注入層２２を下層の凹凸を被覆できる程度に流動させることが可能となる。
【００３６】
このように正孔注入層２２の積層後、流動する程度に加熱処理することで、有機ＥＬ素子の信頼性、耐久性を向上させることが可能となる。なお、加熱時における正孔注入層の酸化やホール注入層内部への水分の侵入を防ぐ目的から、この加熱処理は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中、もしくは真空中で行うことが好ましい。
【００３７】
また、上記の体積分率１５％以上含まれる２種類以上の正孔輸送性の材料は、その後の製造工程に際して施される加熱処理や有機ＥＬ素子の信頼性を考えると、１００℃以上のガラス転移点を持つ材料であることが好ましい。
【００３８】
正孔注入層２２を形成する材料としては、例えば、４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）フェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：２−ＴＮＡＴＡ、ガラス転移温度：１１０℃）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ジフェニルアミノ−４’−ビフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＤＡＰ−ＤＰＢ、ガラス転移温度：１４０℃）、およびＮ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチル−フェニル）−１，１−ビフェニル−４，４−テトラアミン（略称：ＴＰＴＥ，ガラス転移温度：１４３℃）等が挙げられる。なお、混合する材料は、層のアモルファス性を高め、かつこのアモルファス性を維持する上で、互いに基本骨格が異なる材料であるか、基本骨格は共通していても全体的な分子構造が異なる材料を採用すればよい。基本骨格が共通する混合の例としては、例えば基本骨格を共通とする２量体化合物と、２より大きい３量体、４量体化合物との混合などが挙げられる。
【００３９】
上記のような材料を混合して正孔注入層２２を形成し、かつ加熱処理を実行した後、本実施形態では、さらに正孔輸送層２４、発光層２６、電子輸送層２８、電子注入層３０を積層する。さらに、電子注入層３０の上に陰極１４を順次成膜し、有機ＥＬ素子１００を得る。正孔輸送層２４の材料としては、正孔輸送機能を備えていれば特に限定されないが、一例として、正孔注入層２２の材料としても利用可能なＤＡＰ−ＤＰＢ等を利用できる。
【００４０】
発光層２６としては、目的とする発光色に応じて採用する材料を変更できるが、例えば、緑色の発光色が得られるトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3：キノリノール３量体）を採用することができる。なお、このＡｌｑ3は、電子輸送機能も備えているため、このＡｌｑ3を採用する場合、発光層２６と電子輸送層２８とを、単一層によって構成することも可能である。
【００４１】
電子注入層３０としては、例えばＬｉＦ（フッ化リチウム）等を採用することができ、陰極１４としては、例えばアルミニウムや銀などを採用することができる。なお、ＬｉＦからなる電子注入層３０は、厳密には有機化合物ではなく、このような場合、電子注入層３０は、陰極１４の一部として考えることもできる。
【００４２】
上述のような有機ＥＬ素子１００において、陽極１２の上に形成される有機層２００および陰極１２は、一例としていずれも真空蒸着方法によって成膜することができる。上述のように正孔注入層２２の形成後においては、加熱処理を施すが、それを除けば、ほぼ連続して各層を真空蒸着にて形成することができる。もちろん、スパッタリングや、印刷方法など、他の方法によって形成しても良い。
【実施例】
【００４３】
以下に実施例を示す。
［実施例１］
１５０ｎｍの酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を陽極１２として配したガラス基板１０の上に、介在層２０としてＦ−ＺｎＰｃを採用し、これを真空蒸着により３ｎｍ成膜した。
【００４４】
その後、正孔注入層２２として、２−ＴＮＡＴＡとＤＡＰ−ＤＰＢを体積比１：１（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが５０％、ＤＡＰ−ＤＰＢが５０％）で、混合した膜厚１００ｎｍの膜を真空中で共蒸着することにより形成した。正孔注入層２２を成膜した後、窒素雰囲気中において加熱温度１５５℃で１５分間の加熱処理を行った。なお、２種類の正孔注入輸送性材料の合計体積比率は１００％であり、加熱温度１５５℃は、２つの構成材料の内の高い方のガラス転移温度１４０℃以上となっている。
【００４５】
加熱処理の後、正孔輸送層２４として５０ｎｍのＤＡＰ−ＤＰＢ、発光層兼電子輸送層２６として６０ｎｍのＡｌｑ3、電子注入層３０として０．５ｎｍのフッ化リチウム、陰極１４として１５０ｎｍのアルミニウムを順次真空蒸着により成膜し、有機ＥＬ素子１００を形成した。
［実施例２］
実施例１の正孔注入層の材料として、２−ＴＮＡＴＡとＤＡＰ−ＤＰＢを採用し、その混合割合を体積比５：１（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが８３．３％、ＤＡＰ−ＤＰＢが約１６．７％）に変更し、他は上記実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例３］
実施例１の正孔注入層の材料として、２−ＴＮＡＴＡとＤＡＰ−ＤＰＢを採用し、その混合割合を体積比１：４（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが２０％、ＤＡＰ−ＤＰＢが８０％）とし、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例４］
正孔注入層を形成する材料として、２−ＴＮＡＴＡとＴＰＴＥを採用し、その混合割合を１：１（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが５０％、ＴＰＴＥが５０％）とし、他は上記実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例５］
正孔注入層を形成する材料として、ＤＡＰ−ＤＰＢとＴＰＴＥを採用し、その混合割合を体積比１：１（体積分率は、ＤＡＰ−ＤＰＢが５０％、ＴＰＴＥが５０％）とし、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例６］
正孔注入層を形成する材料として、２−ＴＮＡＴＡとＤＡＰ−ＤＰＢおよびＴＰＴＥを採用し、その混合割合を体積比２：１：１（体積分率は、２−ＴＮＡＴＡが５０％、ＤＡＰ−ＤＰＢ２５％、ＴＰＴＥが２５％）とし、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例７］
陽極上に形成する介在層２０の材料として用いるフッ素化合物の材料をＦ−ＺｎＰｃではなく、Ｆ−ＣｕＰｃとし、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例８］
陽極上に形成する介在層２０に用いるフッ素化合物の材料として、ＴＮＡＰを採用し、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例９］
陽極上に形成する介在層２０に用いるフッ素化合物の材料として、Ｆ4−ＴＣＮＱを採用し、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１０］
陽極上に形成する介在層２０に用いるフッ素化合物の材料として、ＴＢＡＨＡを採用し、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１１］
陽極上に形成する介在層２０に用いるフッ素化合物の材料として、Ｆ6−ＨＢＣを採用し、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例１］
実施例１の構成から、介在層２０としてのＦ−ＺｎＰｃ層を除いた構成とし、陽極１２の上に、直接正孔注入層２２を形成した。また、この正孔注入層２２としては、２−ＴＮＡＴＡのみを用い、成膜後の加熱処理を含め他は上記実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した（介在層なし、単独正孔注入層、加熱処理有り）。
［比較例２］
実施例１の構成から、介在層２０を除き、かつ正孔注入層２２の形成後の加熱処理を省略した条件にて、他は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した（介在層、加熱処理なし）。
［比較例３］
実施例１の正孔注入層２２を２−ＴＮＡＴＡのみで構成し、かつ、正孔注入層２２の形成後の加熱処理を省略し、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した（単独正孔注入層、加熱処理無し）。
［比較例４］
実施例１の正孔注入層２２を２−ＴＮＡＴＡのみで構成し、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した（単独正孔注入層、加熱処理有り）。
［比較例５］
実施例１の構成から、介在層２０を除き、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した（介在層なし、混合正孔注入層、加熱処理有り）。
［比較例６］
実施例１の構成から、加熱処理のみを省略し、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した（介在層有り、混合正孔注入層、加熱処理なし）。
［比較例７］
実施例１の正孔注入層２２をＤＡＰ−ＤＰＢのみで構成し、他は実施例１と同様の条件にて有機ＥＬ素子を作製した。
【００４６】
以下の表１に、輝度２４００ｃｄ／ｍ2における初期駆動電圧と、この条件における１００時間（ｈ）の定電流駆動による電圧上昇、および連続駆動試験後の短絡破壊の割合を示す。
【表１】
表１に示されるとおり、実施例１〜１１のいずれにおいても、比較例に対して初期駆動電圧が高くなることなく（むしろ、傾向として、比較例より低い）、電圧上昇が低く抑制され、かつ短絡破壊の割合が０／１０または１／１０と低くなっている。
【００４７】
一方、比較例１〜７では、初期駆動電圧、電圧上昇、短絡破壊の割合について、個別に、優れた数値となっている例もある。しかし、電圧上昇が抑制され、かつ短絡破壊の割合が低くなるという、両立した効果は得られていない。
【００４８】
このことからも、本実施形態によれば、初期駆動電圧も低く、かつ、その後の電圧上昇が低く、そして高信頼性で長寿命の有機ＥＬ素子が得られることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 基板、１２ 陽極（正孔注入電極）、１４ 陰極（電子注入電極）、２０ 介在層、２２ 正孔注入層、２４ 正孔輸送層、２６ 発光層、２８ 電子輸送層、３０ 電子注入層、２００ 有機層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上方に形成され、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも発光層を備える有機発光素子であって、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に、少なくとも、前記正孔注入電極側から正孔注入性の介在層と、正孔注入層とを備え、
前記介在層は、電子吸引性基を有する材料を含み、
前記正孔注入層は、２種類以上の正孔注入輸送性材料を含み、該正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する前記正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上に前記正孔注入層が加熱されていることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の有機発光素子において、
前記介在層は、前記正孔注入電極から前記正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を含むことを特徴とする有機発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の有機発光素子において、
前記介在層は、ハロゲンまたは擬ハロゲンを分子中に含む化合物からなることを特徴とする有機発光素子。
【請求項４】
請求項３に記載の有機発光素子において、
前記介在層の化合物は、フッ素化合物またはシアン化合物であることを特徴とする有機発光素子。
【請求項５】
請求項４に記載の有機発光素子において、
前記フッ素化合物は、フタロシアニン骨格を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項６】
請求項５に記載の有機発光素子において、
前記フッ素化合物の中心金属は亜鉛、銅のいずれかであることを特徴とする有機発光素子。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の有機発光素子において、
前記正孔注入層の前記２種類以上の正孔輸送性材料のうち、少なくとも２種類は、それぞれ体積分率で１５％以上、前記正孔注入層に含まれていることを特徴とする有機発光素子。
【請求項８】
請求項７に記載の有機発光素子において、
前記少なくとも２種類の正孔注入輸送性材料は、トリフェニルアミン誘導体であることを特徴とする有機発光素子。
【請求項９】
基板の上方に形成され、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも発光層を備え、前記正孔注入電極と前記発光層との間に、少なくとも、前記正孔注入電極側から正孔注入性の介在層と正孔注入層とを備える有機発光素子の製造方法であって、
前記正孔注入電極の上に、真空蒸着法によって、前記正孔注入電極から前記正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を積層して前記介在層を形成し、
前記介在層の上に、真空蒸着法によって、２種類以上の正孔注入輸送性材料を積層して前記正孔注入層を形成し、
前記正孔注入層の形成後、該正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上にて加熱処理を行い、
前記加熱処理の後に、前記発光層を形成することを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機発光素子の製造方法において、
前記加熱処理は、１００℃以上であることを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【請求項１】
基板の上方に形成され、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも発光層を備える有機発光素子であって、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に、少なくとも、前記正孔注入電極側から正孔注入性の介在層と、正孔注入層とを備え、
前記介在層は、電子吸引性基を有する材料を含み、
前記正孔注入層は、２種類以上の正孔注入輸送性材料を含み、該正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する前記正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上に前記正孔注入層が加熱されていることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の有機発光素子において、
前記介在層は、前記正孔注入電極から前記正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を含むことを特徴とする有機発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の有機発光素子において、
前記介在層は、ハロゲンまたは擬ハロゲンを分子中に含む化合物からなることを特徴とする有機発光素子。
【請求項４】
請求項３に記載の有機発光素子において、
前記介在層の化合物は、フッ素化合物またはシアン化合物であることを特徴とする有機発光素子。
【請求項５】
請求項４に記載の有機発光素子において、
前記フッ素化合物は、フタロシアニン骨格を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項６】
請求項５に記載の有機発光素子において、
前記フッ素化合物の中心金属は亜鉛、銅のいずれかであることを特徴とする有機発光素子。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の有機発光素子において、
前記正孔注入層の前記２種類以上の正孔輸送性材料のうち、少なくとも２種類は、それぞれ体積分率で１５％以上、前記正孔注入層に含まれていることを特徴とする有機発光素子。
【請求項８】
請求項７に記載の有機発光素子において、
前記少なくとも２種類の正孔注入輸送性材料は、トリフェニルアミン誘導体であることを特徴とする有機発光素子。
【請求項９】
基板の上方に形成され、正孔注入電極と電子注入電極との間に少なくとも発光層を備え、前記正孔注入電極と前記発光層との間に、少なくとも、前記正孔注入電極側から正孔注入性の介在層と正孔注入層とを備える有機発光素子の製造方法であって、
前記正孔注入電極の上に、真空蒸着法によって、前記正孔注入電極から前記正孔注入層への正孔注入障壁を小さくする効果がある材料を積層して前記介在層を形成し、
前記介在層の上に、真空蒸着法によって、２種類以上の正孔注入輸送性材料を積層して前記正孔注入層を形成し、
前記正孔注入層の形成後、該正孔注入層で体積分率が上位から８０％までを占める構成材料の内、最も高いガラス転移温度を有する正孔注入輸送材料の該ガラス転移温度以上にて加熱処理を行い、
前記加熱処理の後に、前記発光層を形成することを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機発光素子の製造方法において、
前記加熱処理は、１００℃以上であることを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２８３４９１（Ｐ２００９−２８３４９１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３１０４１（Ｐ２００８−１３１０４１）
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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