有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子機器

【課題】有機ＥＬ装置の駆動に伴う経時的な発光輝度の変化量を小さくして安定化を図る
。
【解決手段】発光層６が陰極７と陽極２との間に設置される有機ＥＬ装置であって、上記
陽極２と上記発光層６との間に設置される正孔注入層３と、上記正孔注入層３と上記発光
層６との間に設置されるとともに、上記発光層６よりも有機溶媒に対する不溶性が高くか
つ上記発光層の形成材料の誘導体からなる不溶層４とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略す）装置は、陰極と陽極との間に有機
材料からなる発光層を有している。このような有機ＥＬ装置の場合、電極間に電圧を印加
すると、陰極より電子が、陽極より正孔（ホール）が発光層に注入され、印加された電場
により発光層中を移動し、再結合する。この再結合の際に放出されたエネルギーにより、
励起子（エキシトン）が生成し、この励起子が基底状態に戻る際に蛍光や燐光という形で
エネルギーを放出する。発光層を構成する分子は、低分子系と高分子系とに大別される。
一般に、低分子系の場合は真空蒸着法により成膜することができ、高分子系の場合はスピ
ンコート法やインクジェット法といった塗布法により成膜される。
【０００３】
有機ＥＬ装置では、性能を向上させるための種々の提案がなされている。例えば、駆動
電圧、駆動電流を低くすることによって発光効率を向上させるために、特許文献１、特許
文献２及び非特許文献１のようなものが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２３５５６９号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１７３４号公報
【非特許文献１】Applied physics letters 87, 023506 (2005)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、有機ＥＬ装置は、陽極から発光層への正孔（ホール）の注入をスムーズにす
るための正孔注入層を備えている場合がある。この正孔注入層は、陽極と発光層との間に
設置される。
しかしながら、有機ＥＬ装置を駆動していると、正孔注入層と発光層との間に有機溶媒
に対して不溶性の高い膜が形成されてくるということが知られている。この膜は、発光層
と略同一の分子構造を有しており、有機ＥＬ装置を駆動することによって生じる熱等に起
因して発光層の一部が変質することによって形成されるものと推測される。
そして、このような不溶性の高い膜が形成される前と後とで大きな輝度変化が生じ、有
機ＥＬ装置の発光輝度が不安定となる。また、一定の電流を発光層に供給する場合には、
不溶性の高い膜が形成される前と後とで発光層に印加する電圧を変化させる必要がある。
このような電圧の変化は発光層の劣化を促進させるため、有機ＥＬ装置の発光寿命が低下
してしまう。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、有機ＥＬ装置の駆動に伴う経時的
な発光輝度の変化量を小さくして安定化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の有機ＥＬ装置は、発光層が陰極と陽極との間に設
置される有機ＥＬ装置であって、上記陽極と上記発光層との間に設置される正孔注入層と
、上記正孔注入層と上記発光層との間に設置されるとともに、上記発光層よりも有機溶媒
に対する不溶性が高くかつ上記発光層の形成材料の誘導体からなる不溶層とを備えること
を特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する本発明の有機ＥＬ装置によれば、正孔注入層と発光層との間に
、予め不溶層が形成されている。
従来の有機ＥＬ装置においては、正孔注入層と発光層との間に有機溶媒に対して不溶性
の高い膜が形成される前と後とにおいて、大きな発光輝度の変化が認められる。このため
、本発明の有機ＥＬ装置のように、予め不溶層を正孔注入層と発光層との間に設置するこ
とによって、有機ＥＬ装置において大きな発光輝度の変化が生じることを抑止することが
可能となる。したがって、本発明の有機ＥＬ装置によれば、有機ＥＬ装置の駆動に伴う経
時的な発光輝度の変化量を小さくして安定化を図ることが可能となる。
【０００８】
次に、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、発光層が陰極と陽極との間に設置される有
機ＥＬ装置の製造方法であって、正孔注入層を上記陽極上に形成する正孔注入層形成工程
と、上記発光層よりも有機溶媒に対する不溶性が高くかつ上記発光層の形成材料の誘導体
からなる不溶層を上記正孔注入層上に形成する不溶層形成工程と、上記不溶層上に上記発
光層を形成する発光層形成工程と、上記陰極を形成する陰極形成工程とを有することを特
徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、正孔注入層上に、
発光層よりも有機溶媒に対する不溶性が高くかつ発光層の形成材料の誘導体からなる不溶
層が形成され、この不溶層上に発光層が形成される。このため、正孔注入層と発光層との
間に不溶層が設置される有機ＥＬ装置を製造することができる。
したがって、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、有機ＥＬ装置の駆動に伴う経
時的な発光輝度の変化量が小さく、安定化された有機ＥＬ装置を製造することが可能とな
る。
【００１０】
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法においては、上記発光層形成工程は、所定時間
及び所定温度で上記発光層の形成材料を焼成することによって上記発光層を形成する工程
であり、上記不溶層形成工程は、上記所定時間より長い時間あるいは／及び上記所定温度
より高い温度で上記発光層の形成材料を焼成することによって上記不溶層を形成する工程
であるという構成を採用することができる。
このような構成を採用する本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、同一材料を焼成
する環境（焼成時間あるいは焼成温度）を変化させることによって、発光層と不溶層とが
作り分けられる。つまり、発光層と不溶層とが同一材料から形成される。
【００１１】
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法においては、上記不溶層形成工程は、上記発光
層の形成材料を紫外線照射することによって上記不溶層を形成する工程であるという構成
を採用することもできる。
このような構成を採用する場合には、発光層の形成材料を紫外線照射することによって
、不溶層が形成される。なお、本構成を採用する場合であっても、発光層と不溶層とは、
同一材料によって形成される。
【００１２】
なお、具体的には、上記発光層の形成材料として、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフ
ェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、
ポリチオフェン誘導体あるいはポリメチルフェニルシラン誘導体のいずれかを選択して用
いることができる。
【００１３】
次に、本発明の電子機器は、本発明の有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする。
本発明の有機ＥＬ装置は、駆動に伴う経時的な発光輝度の変化量が小さく、安定化され
ている。このため、例えば、本発明の有機ＥＬ装置を表示部として備える電子機器は、安
定した発光輝度で表示を行うことが可能となる。また、例えば、本発明の有機ＥＬ装置を
照明装置として備える電子機器は、安定した発光輝度で照明を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子
機器の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大
きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
以下、本発明の有機ＥＬ装置の一実施の形態たる有機ＥＬ装置の構成について、図面を
参照して説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために
、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置の構成を示す要部断面模式図である。
この有機ＥＬ装置１０は、基板１上に陽極２と、陰極７とを有し、これら陽極２と陰極
７との間に有機層８を備えたものである。陽極２と陰極７とには、素子制御部（図示略）
が接続され、両電極２，７に任意の電圧を印加可能になっている。有機層８は、正孔注入
層３、不溶層４、発光層６が積層されて構成される。この有機ＥＬ装置１０は、発光層６
で発光した光を基板１側から射出する、いわゆるボトムエミッション方式のものである。
【００１７】
基板１は、ガラス基板等の透明基板上にＴＦＴ素子からなる駆動素子（図示略）や各種
配線（図示略）等を形成して構成されたもので、これら駆動素子や各種配線の上に絶縁層
や平坦化膜を介して陽極を形成したものである。なお、基板１に適用可能な材料としては
、上記透明なガラス以外にも、石英、サファイア、あるいはポリエステル、ポリアクリレ
ート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などが挙げられる。
特に、基板１の形成材料としては、安価なソーダガラスが好適に用いられる。
【００１８】
陽極２は、基板１上にパターニングされて形成され、かつＴＦＴ素子からなる駆動素子
や各種配線等と接続されたものである。本実施形態では、インジウム錫酸化物（Indium T
in Oxide：ＩＴＯ）からなるものを採用している。
【００１９】
なお、基板１とは反対の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の場
合には、基板１を構成する材料は不透明であってもよく、その場合、アルミナ等のセラミ
ック、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂
、熱可塑性樹脂などを用いることができる。この場合、陽極２は遮光性や光反射性の材料
で形成することができる。
【００２０】
正孔注入層３は、陽極２が形成された基板１の全面に形成されている。正孔注入層３は
、陽極２から注入した正孔を不溶層４を介して、発光層６に注入する。正孔注入層３の形
成材料としては、アリールアミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポリアニリン誘導体＋
有機酸、ポリチオフェン誘導体＋ポリマー酸等を用いることができる。
【００２１】
不溶層４は、正孔注入層３上に形成されており、正孔注入層３から注入される正孔を発
光層６に注入する。この不溶層４は、発光層６よりも有機溶媒に対する不溶性が高くかつ
発光層６の形成材料の誘導体からなっている。具体的には、不溶層４は、ポリフルオレン
誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリビニルカ
ルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリメチルフェニルシ
ラン誘導体等のいずれかの材料からなっている。
【００２２】
発光層６は、不溶層４上に形成されており、陰極７から注入される電子と、不溶層４か
ら注入される正孔が結合して所定帯域の波長の光を発光する。この発光層の材料としては
、具体的には、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフ
ェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン
誘導体、ポリメチルフェニルシラン誘導体などのポリシラン系などの高分子有機材料が好
適に用いられる。
【００２３】
なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１０においては、上述のように不溶層４が発光層６の
形成材料の誘導体によって形成されている。すなわち、例えば、発光層６の形成材料がポ
リフルオレン誘導体である場合には、不溶層４もポリフルオレン誘導体の誘導体すなわち
ポリフルオレン誘導体によって形成され、発光層６の形成材料がポリパラフェニレンビニ
レン誘導体である場合には、不溶層もポリパラフェニレンビニレン誘導体の誘導体すなわ
ちポリパラフェニレンビニレン誘導体によって形成されることとなる。
【００２４】
陰極７は、発光層６上にフッ化リチウム層と、カルシウム層と、アルミニウム層とが積
層されて形成されたものである。なお、有機ＥＬ装置１０では、陰極７を覆う封止部材を
設けることが好ましく、さらには、陽極２と基板１との間に、基板１側から陽極２、陰極
７を含む有機層８に対して大気が侵入するのを遮断するための封止層を設けることもでき
る。光取り出し側に設ける封止層は、例えばセラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化
珪素などの透明な材料により形成し、この中でも酸化窒化珪素が透明性、ガスバリア性の
観点から好ましい。なお、封止層の厚さは発光層６から射出される光の波長より小さくす
ることが好ましい（例えば０．１μｍ）。
【００２５】
以上のような構成の本実施形態の有機ＥＬ装置１０は、正孔注入層３と発光層６との間
に、発光層６よりも有機溶媒に対して不溶性が高くかつ発光層６の形成材料の誘導体から
なる不溶層４が形成されている。
不溶層４が設置されていない従来の有機ＥＬ装置においては、駆動によって正孔流入層
と発光層との間に、発光層よりも有機溶媒に対して不溶性が高くかつ発光層の形成材料の
誘導体からなる膜が形成されていく。このような膜が形成される前と後においては、発光
層の発光輝度が大きく変化する。このため、従来の有機ＥＬ装置１０は、上記膜が形成さ
れる前と後とで発光量が大きく変化する、すなわち駆動に伴う経時的な発光輝度の変化量
が大きかった。
これに対して、本実施形態の有機ＥＬ装置１０は、正孔注入層３と発光層６との間に予
め不溶層４が形成されている。すなわち、本実施形態の有機ＥＬ装置１０においては、従
来の有機ＥＬ装置において駆動に伴って形成されていた膜に相当するものが予め作りこま
れている。このため、有機ＥＬ装置において大きな発光輝度の変化が生じることを抑止す
ることが可能となる。したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置１０によれば、有機ＥＬ装
置の駆動に伴う経時的な発光輝度の変化量を小さくして安定化を図ることが可能となる。
【００２６】
また、従来の有機ＥＬ装置において、一定の電流を発光層に供給する場合には、不溶性
の高い膜が形成される前と後とで発光層に印加する電圧を変化させる必要がある。このよ
うな電圧の変化は発光層の劣化を促進させるため、有機ＥＬ装置の発光寿命が低下してし
まう。
これに対して本実施形態の有機ＥＬ装置１０は、正孔注入層３と発光層６との間に予め
不溶層４が形成されていることによって、駆動時に発光層６に印加する電圧の変化量を小
さくすることができる。したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置１０によれば、発光層６
の劣化を抑止し、有機ＥＬ装置の発光寿命を向上させることが可能となる。
【００２７】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、上記有機ＥＬ装置１０の製造方法について説明する。当該有機ＥＬ装置１０の製
造工程は、概ね基板処理工程、正孔注入層形成工程、不溶層形成工程、発光層形成工程、
陰極形成工程等からなるものである。
【００２８】
＜基板処理工程＞
ガラスからなる基板１上にＴＦＴ素子や各種配線等を形成し、さらに、層間絶縁層や平
坦化膜を形成した後、蒸着法等によってＩＴＯを成膜し、さらにパターニングすることに
よって陽極２を形成する。これにより、図２に示すように、基板１上に陽極２が形成され
る。この後、陽極２が形成された基板１を洗浄後、大気圧において酸素プラズマ処理を行
い、基板１表面を親水性に改質する。これにより、陽極２の仕事関数を上げることができ
る。
【００２９】
＜正孔注入層形成工程＞
次に、陽極２が形成された基板１の全面に、正孔注入層材料である３，４−ポリエチレ
ンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液をスピ
ンコーティング法により所定の膜厚（２０ｎｍ〜１００ｎｍ）に成膜し、焼成・乾燥を行
って（２００℃で１０分間）、図３に示すように正孔注入層３を形成する。
【００３０】
＜不溶層形成工程＞
次に、正孔注入層３上に発光層の形成材料（化１参照）をトルエンに溶解させた液状体
をスピンコーティング法により、所定の膜厚（５０ｎｍ〜１００ｎｍ）に成膜する。さら
に、これを窒素雰囲気下で焼成（２００℃で１０分間）した後、トルエンで可溶分を除去
することで、約１０ｎｍ〜３０ｎｍの膜厚からなる不溶層４が形成される（図４参照）。
このようにして形成された不溶層４は、発光層の形成材料を焼成することによって形成さ
れており、発光層の形成材料の誘導体からなる。
例えば、本実施形態においては、発光層の形成材料として化１に示すポリフロオレン誘
導体を用いることができる。そして、本実施形態の有機ＥＬ装置の製造方法においては、
本不溶層形成工程で、後述する発光層形成工程で用いられるポリフロオレン誘導体がトル
エンに溶解された液状体が用いられる。さらに、スピンコーティング後の加熱処理工程に
おいて、本不溶層形成工程では、発光層形成工程よりも、高い温度で焼成される。この結
果、発光層６よりも有機溶媒に対して不溶性及び難解性が高い不溶層４が形成される。
なお、本不溶層形成工程においては、例えば、発光層の形成材料のガラス転移温度以上
で焼成を行うことによって、不溶層４を形成することができる。
【００３１】
【化１】

【００３２】
＜発光層形成工程＞
次に、不溶層４上に、化１に示す発光層の形成材料をトルエンに溶解させた液状体をス
ピンコーティング法により所定の膜厚（５０ｎｍ〜２００ｎｍ）に成膜した後、窒素雰囲
気下で焼成（１３０℃で３０分間）を行って溶媒を蒸発させることで、図５に示すように
発光層６を形成する。なお、発光層の形成材料は、不溶層形成工程において用いた材料と
同じものを用いる。
なお、本発光層形成工程においては、例えば、発光層の形成材料のガラス転移温度以下
で焼成を行うことによって、発光層６を形成することができる。
【００３３】
＜陰極形成工程＞
次に、発光層６上に真空蒸着法で、フッ化リチウム、カルシウム、アルミニウムを順次
積層させて、図６に示すようにフッ化リチウム層、カルシウム層、アルミニウム層からな
る陰極７を形成する。
【００３４】
その後、封止工程を行うことによって、正孔注入層３と発光層６との間に不溶層４が設
置された有機ＥＬ装置１０が製造される。
このような不溶層４を有する有機ＥＬ装置１０は、上述のように、有機ＥＬ装置の駆動
に伴う経時的な発光輝度の変化量が小さく、安定化されている。したがって、本実施形態
の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、発光輝度の変化量が小さく、安定化された有機ＥＬ
装置を製造することが可能となる。
【００３５】
なお、本実施形態の有機ＥＬ装置の製造方法においては、発光層の形成材料の焼成温度
を高くすることによって不溶層４を形成した。しかしながら、発光層の形成材料の焼成時
間を長くすることによって不溶層４を形成することもできる。
すなわち、発光層を形成する工程よりも、高い温度あるいは／及び長い時間で発光層の
形成材料を焼成することによって、不溶層４を形成することができる。
また、発光層の形成材料を紫外線照射することによって、不溶層４を形成することも
できる。
【００３６】
（電子機器）
次に、上記有機ＥＬ装置を利用した電子機器の一実施形態について説明する。
図７は、本発明の有機ＥＬ装置を携帯電話に適用した例を示す斜視図であり、携帯電話
１３００は、本発明の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部１３０１として備える。携帯電話
１３００は、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて
構成されている。このような携帯電話は、本発明の有機ＥＬ装置を表示部１３０１に備え
たものであるため、有機ＥＬ装置の駆動に伴う経時的な発光輝度の変化量が小さく、安定
した表示特性を発揮することが可能となる。
【００３７】
なお、電子機器としては、上述した携帯電話の例に加えて、他の例として、腕時計、モ
バイル型コンピュータ、テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコ
ーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワーク
ステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本
発明の有機ＥＬ装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。また、照明装置
やプリンタヘッド等の光源としても用いることが可能である。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及
び電子機器の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わ
せ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々
変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態である有機ＥＬ装置の断面構造図。
【図２】本発明の一実施形態である有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図３】本発明の一実施形態である有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図４】本発明の一実施形態である有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図５】本発明の一実施形態である有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図６】本発明の一実施形態である有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図７】本発明の一実施形態である電子機器の斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１……基板、２……陽極、３……正孔注入層、４……不溶層４……発光層、７……陰極
、８……有機層

【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層が陰極と陽極との間に設置される有機ＥＬ装置であって、
前記陽極と前記発光層との間に設置される正孔注入層と、
前記正孔注入層と前記発光層との間に設置されるとともに、前記発光層よりも有機溶媒
に対する不溶性が高くかつ前記発光層の形成材料の誘導体からなる不溶層とを備える
ことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
発光層が陰極と陽極との間に設置される有機ＥＬ装置の製造方法であって、
正孔注入層を前記陽極上に形成する正孔注入層形成工程と、
前記発光層よりも有機溶媒に対する不溶性が高くかつ前記発光層の形成材料の誘導体か
らなる不溶層を前記正孔注入層上に形成する不溶層形成工程と、
前記不溶層上に前記発光層を形成する発光層形成工程と、
前記陰極を形成する陰極形成工程と
を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記発光層形成工程は、所定時間及び所定温度で前記発光層の形成材料を焼成することに
よって前記発光層を形成する工程であり、
前記不溶層形成工程は、前記所定時間より長い時間あるいは／及び前記所定温度より高
い温度で前記発光層の形成材料を焼成することによって前記不溶層を形成する工程である
ことを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記不溶層形成工程は、前記発光層の形成材料を紫外線照射することによって前記不溶層
を形成する工程であることを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記発光層の形成材料は、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、
ポリパラフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体ある
いはポリメチルフェニルシラン誘導体のいずれかから選択されることを特徴とする請求項
２〜４いずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
前記有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器。

【図１】