有機ＥＬ装置とその製造方法、およびこれを備えた電子機器
【課題】従来よりも発光寿命や発光効率が向上する有機ＥＬ装置とその製造方法、およびこれを備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】有機ＥＬ装置１は、素子基板２０と、素子基板２０上に設けられ陽極２４と有機機能層３０と陰極２６とが順に積層された有機ＥＬ素子８と、を備え、有機機能層３０は、陽極２４上に順に配置された、正孔輸送層３２と、赤色発光層３３と、電子および正孔の流れを調整する中間層３４と、青色発光層３５と、緑色発光層３６と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層３７ｂを含む電子輸送層３７と、を少なくとも含み、有機ＥＬ素子８は、有機機能層３０を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理されていることを特徴とする。
【解決手段】有機ＥＬ装置１は、素子基板２０と、素子基板２０上に設けられ陽極２４と有機機能層３０と陰極２６とが順に積層された有機ＥＬ素子８と、を備え、有機機能層３０は、陽極２４上に順に配置された、正孔輸送層３２と、赤色発光層３３と、電子および正孔の流れを調整する中間層３４と、青色発光層３５と、緑色発光層３６と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層３７ｂを含む電子輸送層３７と、を少なくとも含み、有機ＥＬ素子８は、有機機能層３０を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理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ＥＬ装置とその製造方法、およびこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子と正孔との再結合により発光が生じる現象を用いた発光素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）が知られている。有機ＥＬ素子は、正孔を供給する陽極と電子を供給する陰極との間に、発光層を含む有機機能層を備えている。有機ＥＬ素子は、陽極から供給された正孔と、陰極から供給された電子とが有機機能層で再結合することにより発光する。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子は、駆動時間が長くなるにつれてその発光輝度が低下するとともに、有機機能層を流れる電流に対する発光効率も低下することが知られている。また、有機ＥＬ素子の形成後の初期段階において発光輝度や発光効率が著しく低下する場合がある。このような有機ＥＬ素子を形成後にそのまま発光素子として用いると、短時間のうちに所望の特性が得られなくなり、表示品質が劣化するおそれがある。
【０００４】
そこで、有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と呼ぶ）として用いられた状態での有機ＥＬ素子の発光特性の変化や電気特性の変化が小さくなるように、形成後の有機ＥＬ素子を初期劣化（エイジング）させて、発光特性および電気特性を安定化する方法が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載された方法では、有機ＥＬ素子に加熱処理を施すことや電界を印加することによりエイジングを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６４０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、加熱処理の際の温度と加熱時間によっては、有機ＥＬ素子の特性を大きく損なってしまい、有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率をかえって低下させてしまう場合があるという課題があった。例えば、特許文献１では、加熱処理の際の温度は有機ＥＬ素子の有機材料のガラス転移温度以下が好ましいとしている。したがって、加熱処理において有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が低下しない有機ＥＬ装置の構成、あるいは加熱処理の方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る有機ＥＬ装置は、基板と、前記基板上に設けられ陽極と有機機能層と陰極とが順に積層された有機ＥＬ素子と、を備え、前記有機機能層は、前記陽極上に順に配置された、正孔輸送層と、第１の色に発光する第１の発光層と、電子および正孔の流れを調整する中間層と、前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層を含む電子輸送層と、を少なくとも含み、前記有機ＥＬ素子は、前記有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理されていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例に係る有機ＥＬ素子は、有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理されている。発明者らは、有機ＥＬ素子の加熱処理を行う温度として、従来有機材料のガラス転移温度以下の温度が好ましいとされてきたのに対して、実験により、ガラス転移温度よりも高い温度で加熱処理を行うことで有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が向上することを見出した。したがって、この構成によれば、加熱処理を行うことにより、従来よりも有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が向上した有機ＥＬ装置を提供できる。
【００１０】
［適用例２］本適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に、陽極と有機機能層と陰極とを順に積層して有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程と、を有し、前記有機ＥＬ素子を形成する工程は、前記有機機能層として、正孔輸送層と、第１の色に発光する第１の発光層と、電子および正孔の流れを調整する中間層と、前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層を含む電子輸送層と、を少なくとも形成する工程を含み、前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程では、前記有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理することを特徴とする。
【００１１】
本適用例に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、有機ＥＬ素子を加熱処理する工程で、有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理を行う。したがって、この方法によれば、従来よりも有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が向上する有機ＥＬ装置の製造方法を提供できる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程では、前記有機ＥＬ素子にレーザー光を照射することにより前記加熱処理を行ってもよい。
【００１３】
この方法によれば、加熱処理する工程で有機ＥＬ素子にレーザー光を照射することにより加熱処理を行う。このため、高温に保たれた恒温恒湿槽内に有機ＥＬ装置を放置する方法に比べて、レーザー光を照射することで、加熱処理を行うべき部分を集中的に加熱することができる。このため、有機機能層を、より短時間で所定の温度に上昇させるとともに、より短時間で室温に戻すことができる。また、この加熱処理により中間層や電子輸送層の拡散層に拡散領域を形成できるので、拡散領域の形成のための加熱処理を別に行わなくてもよい。これにより、有機機能層を構成する材料が高温に晒される時間がより短くなるので、温度による有機ＥＬ素子の特性の劣化を抑えることができる。
【００１４】
［適用例４］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の有機ＥＬ装置、または、上記に記載の有機ＥＬ装置の製造方法を用いて製造された有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、電子機器は、長寿命で高発光効率の有機ＥＬ装置を備えている。このため、表示部の信頼性が高い電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す概略正面図。
【図２】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構造を示す要部断面図。
【図４】第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す模式断面図。
【図５】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態に係る加熱処理方法を説明する図。
【図７】電子機器としての携帯電話機を示す図。
【図８】実施例１の加熱処理温度の違いによる発光輝度の時間変化を比較したグラフ。
【図９】従来の構成の有機ＥＬ装置における発光強度を示すグラフ。
【図１０】実施例２の結果を示す図。
【図１１】実施例２の加熱温度および拡散層の厚さと発光寿命との関係を示すグラフ。
【図１２】実施例３の結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図面において、構成をわかりやすく示すため、各構成要素の層厚や寸法の比率、角度等は適宜異ならせてある。また、参照する各図面において、素子、配線、接続部等を一部省略してある。
【００１８】
（第１の実施形態）
＜有機ＥＬ装置の概要＞
まず、本実施形態の有機ＥＬ装置の概要について、図１、図２、および図３を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す概略正面図である。図２は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図である。図３は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構造を示す要部断面図である。詳しくは、図３は図１のＡ−Ａ’線に沿った部分断面図である。
【００１９】
図１に示すように、有機ＥＬ装置１は、基板としての素子基板２０上に、略矩形の平面形状を有する発光領域４を備えている。発光領域４は、有機ＥＬ装置１において、実質的に発光に寄与する領域である。発光領域４には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの光を射出する画素２が配列されている。画素２は、例えば略矩形の平面形状を有している。なお、画素２は、実際には非常に微細なものであり、図示の都合上拡大して示している。
【００２０】
画素２は、有機ＥＬ装置１の表示の最小単位であり、赤色光を射出する画素２Ｒと、緑色光を射出する画素２Ｇと、青色光を射出する画素２Ｂとを有している（以下では、対応する色を区別しない場合には単に画素２とも呼ぶ）。有機ＥＬ装置１では、画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから一つの画素群が構成され、それぞれの画素群において画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのそれぞれの輝度を適宜変えることで、種々の色の表示を行うことができる。
【００２１】
有機ＥＬ装置１は、素子基板２０上に設けられ画素２毎に配置された有機ＥＬ素子８（図２参照）を有している。また、有機ＥＬ装置１は、素子基板２０に平面的に重なるように配置された封止基板４０を備えている。封止基板４０は、素子基板２０よりも一回り小さい。封止基板４０は、素子基板２０に接合されており、素子基板２０上に設けられた複数の有機ＥＬ素子８を封止している。
【００２２】
素子基板２０の領域のうち封止基板４０から額縁状に張り出した部分には、２つの走査線駆動回路１５と１つのデータ線駆動回路１４が設けられている。素子基板２０の端子部２０ａには、走査線駆動回路１５およびデータ線駆動回路１４と外部駆動回路とを接続するためのフレキシブルな中継基板５が実装されている。
【００２３】
図２に示すように、有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスター（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと呼ぶ）を用いたアクティブマトリックス型の有機ＥＬ装置である。有機ＥＬ装置１は、素子基板２０上に設けられた走査線１６と、走査線１６に対して交差する方向に延びる信号線１７と、信号線１７に並列に延びる電源線１８とを備えている。
【００２４】
有機ＥＬ装置１において、これら走査線１６と信号線１７とに囲まれた領域に画素２が配置されている。画素２は、走査線１６の延在方向と信号線１７の延在方向とに沿ってマトリックス状に配列されている。画素２には、スイッチング用ＴＦＴ１１と、駆動用ＴＦＴ１２と、保持容量１３と、陽極２４と、陰極２６と、有機機能層３０と、を備えている。有機機能層３０は、電界により注入された正孔と電子との再結合により励起して発光する発光層を含んでいる。陽極２４と、有機機能層３０と、陰極２６とによって、有機ＥＬ素子８が構成される。
【００２５】
信号線１７には、シフトレジスター、レベルシフター、ビデオライン、およびアナログスイッチを備えたデータ線駆動回路１４が接続されている。また、走査線１６には、シフトレジスターおよびレベルシフターを備えた走査線駆動回路１５が接続されている。
【００２６】
有機ＥＬ装置１では、走査線１６が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１がオン状態になると、信号線１７を介して供給される画像信号が保持容量１３に保持され、保持容量１３の状態に応じて駆動用ＴＦＴ１２のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２を介して電源線１８に電気的に接続したとき、電源線１８から陽極２４に駆動電流が流れ、さらに有機機能層３０を通じて陰極２６に電流が流れる。
【００２７】
有機機能層３０の発光層は、陽極２４と陰極２６との間に流れる電流量に応じた輝度で発光する。本実施形態では、有機ＥＬ素子８は、有機機能層３０の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各発光層が発光することにより、白色光を発する。
【００２８】
図３に示すように、有機ＥＬ装置１は、素子基板２０上に、有機ＥＬ素子８（陽極２４、有機機能層３０、および陰極２６）と、隔壁２５と、ガスバリア層２８と、カラーフィルター４２と、封止基板４０と、を備えている。素子基板２０は、基板１０と、基板１０上に形成された駆動用ＴＦＴ１２と層間絶縁層２２と平坦化層２３と、を備えている。有機ＥＬ装置１は、有機ＥＬ素子８から発した光が封止基板４０側に射出されるトップエミッション型である。有機ＥＬ素子８の構成の詳細については後述する。
【００２９】
基板１０は、有機ＥＬ装置１がトップエミッション型であることから、透光性材料および不透光性材料のいずれを用いてもよい。透光性材料としては、例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等があげられる。不透光性材料としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化等の絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、およびそのフィルム（プラスチックフィルム）等があげられる。基板１０は、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2）等からなる保護層に覆われていてもよい。
【００３０】
駆動用ＴＦＴ１２は、基板１０上に、画素２に対応して設けられている。駆動用ＴＦＴ１２は、半導体膜１２ａと、ゲート絶縁層２１と、ゲート電極１２ｇと、ドレイン電極１２ｄと、ソース電極１２ｓとを備えている。半導体膜１２ａには、ソース領域と、ドレイン領域と、チャネル領域とが形成されている。半導体膜１２ａは、ゲート絶縁層２１に覆われている。ゲート電極１２ｇは、ゲート絶縁層２１を間に挟んで平面視で半導体膜１２ａのチャネル領域に重なるように位置している。
【００３１】
層間絶縁層２２は、ゲート電極１２ｇとゲート絶縁層２１とを覆っている。ドレイン電極１２ｄは、層間絶縁層２２に設けられたコンタクトホールを介して、半導体膜１２ａのドレイン領域に導電接続されている。ソース電極１２ｓは、同様にコンタクトホールを介して、半導体膜１２ａのソース領域に導電接続されている。なお、層間絶縁層２２とドレイン電極１２ｄとソース電極１２ｓとを覆って、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）等からなる保護層が設けられていてもよい。
【００３２】
平坦化層２３は、層間絶縁層２２とドレイン電極１２ｄとソース電極１２ｓとを覆うように設けられている。平坦化層２３は、ドレイン電極１２ｄおよびソース電極１２ｓやその他の配線部による凹凸を反映しないほぼ平坦な表面を有している。平坦化層２３は、例えばアクリル樹脂等からなる。
【００３３】
陽極２４は、平坦化層２３上に画素２毎に設けられている。なお、反射性をより高めるために、例えば反射層上に無機絶縁層等を間に介して陽極２４が積層された構成であってもよい。陽極２４は、平坦化層２３に設けられたコンタクトホールを介して駆動用ＴＦＴ１２に導電接続されている。
【００３４】
隔壁２５は、平坦化層２３上に設けられている。隔壁２５は開口部２５ａを有しており、画素２の領域を区画している。隔壁２５は、開口部２５ａの周囲に沿って陽極２４の周縁部に所定幅で乗り上げるように形成されている。隔壁２５の厚さは、例えば２μｍ程度である。なお、平坦化層２３と隔壁２５との間に、開口部２５ａよりも一回り小さい開口部を有する無機絶縁層が設けられていてもよい。
【００３５】
有機機能層３０は、陽極２４と隔壁２５とを覆うように形成されている。陰極２６は、有機機能層３０を覆うように設けられている。
【００３６】
ガスバリア層２８は、陰極２６（有機ＥＬ素子８）を覆うように設けられている。ガスバリア層２８は、有機ＥＬ素子８を気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。ガスバリア層２８は、光透過性、密着性、耐水性、ガスバリア性等を考慮して、例えば、シリコン酸化物やシリコン酸窒化物等のシリコン化合物で構成される。ガスバリア層２８の厚さは１００ｎｍ〜４００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３７】
なお、単層のガスバリア層２８の代わりに、電極保護層と有機緩衝層とガスバリア層とを備えた多層薄膜保護層を設ける構成としてもよい。その場合、電極保護層およびガスバリア層は、例えば、シリコン酸化物やシリコン酸窒化物等のシリコン化合物で構成され、有機緩衝層はエポキシ樹脂等の有機材料で構成される。このような構成にすれば、隔壁２５等による凹凸部分を緩和するとともに、素子基板２０の反りや体積膨張により発生する応力を緩和することができる。また、有機ＥＬ素子８をより気密的に封止できるので、有機ＥＬ装置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。
【００３８】
封止基板４０は、ガスバリア層２８に覆われた有機ＥＬ素子８に対向配置されている。封止基板４０は、透光性を有する材料からなり、例えばガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等からなる。封止基板４０は、封止基板４０の外周に沿って設けられたシール材（図示しない）により素子基板２０側に接合されている。封止基板４０と素子基板２０側（ガスバリア層２８）との間の空間は、例えば、透光性を有するウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等からなる接着剤４１により充填されている。
【００３９】
カラーフィルター４２は、封止基板４０の有機ＥＬ素子８側に設けられている。カラーフィルター４２は、赤色のカラーフィルター４２Ｒと、緑色のカラーフィルター４２Ｇと、青色のカラーフィルター４２Ｂとを有している（以下では、対応する色を区別しない場合には単にカラーフィルター４２とも呼ぶ）。カラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに対応して配置され、有機ＥＬ素子８に平面的に重なるように設けられている。
【００４０】
有機ＥＬ素子８により発せられる白色光が、カラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを透過することで、画素２Ｒ，２Ｇ，２ＢにおいてＲ、Ｇ、Ｂの３つの異なる色の光が射出される。隣り合うカラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ同士の間には、カラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを区画する遮光層４３が設けられている。なお、カラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよび遮光層４３の有機ＥＬ素子８側の表面を覆うとともにその表面の凹凸を緩和する平坦化層が設けられていてもよい。
【００４１】
有機ＥＬ装置１では、有機機能層３０から陰極２６側に発せられた光は、封止基板４０側に射出される。また、有機機能層３０から陽極２４側に発せられた光は、例えば陽極２４により反射されて、封止基板４０側に射出される。
【００４２】
なお、有機ＥＬ装置１は、アクティブマトリックス型の構成に限定されず、パッシブ（単純）マトリックス型の構成であってもよい。また、有機ＥＬ装置１は、トップエミッション型に限定されず、ボトムエミッション型であってもよい。
【００４３】
＜有機ＥＬ素子の構成＞
次に、有機ＥＬ素子の構成について詳細を説明する。図４は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す模式断面図である。図４に示すように、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子８は、陽極２４と有機機能層３０と陰極２６とが積層された構成を有している。有機機能層３０は、正孔注入層３１と、正孔輸送層３２と、赤色発光層３３と、中間層３４と、青色発光層３５と、緑色発光層３６と、電子輸送層３７と、電子注入層３８と、がこの順に積層された構成を有している。
【００４４】
有機ＥＬ素子８では、陽極２４および陰極２６に電圧が印加されることにより、赤色発光層３３、青色発光層３５、および緑色発光層３６の各発光層に対し、陰極２６側から電子が供給（注入）されるとともに、陽極２４側から正孔が供給（注入）される。そして、各発光層では、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（蛍光や燐光）を放出（発光）する。これにより、有機ＥＬ素子８は、白色光を発する。
【００４５】
（陽極）
陽極２４は、正孔注入層３１を介して正孔輸送層３２に正孔を注入する電極である。陽極２４の材料としては、透光性を有するとともに、仕事関数が大きく導電性に優れる材料が好ましい。陽極２４の材料としては、例えば、ＩＴＯ、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あげられ、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。陽極２４の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であることが好ましく、５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００４６】
（陰極）
陰極２６は、電子注入層３８を介して電子輸送層３７に電子を注入する電極である。陰極２６の材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極２６の材料としては、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あげられ、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。
【００４７】
陰極２６の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、より具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金が好ましい。このような合金を用いることにより、陰極２６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。陰極２６の平均厚さは、特に限定されないが、１００ｎｍ〜１００００ｎｍ程度であることが好ましく、２００ｎｍ〜５００ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００４８】
（正孔注入層）
正孔注入層３１は、陽極２４からの正孔注入効率を向上させる機能を有するものである。正孔注入層３１の材料（正孔注入材料）としては、特に限定されないが、例えば、銅フタロシアニンや、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−フェニル−３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、下記化１に示すＮ，Ｎ'−ビス−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ビフェニル−４−４’−ジアミン等があげられる。
【００４９】
【化１】
【００５０】
正孔注入層３１の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることがより好ましい。なお、正孔注入層３１を省略してもよい。
【００５１】
（正孔輸送層）
正孔輸送層３２は、陽極２４から正孔注入層３１を介して注入された正孔を赤色発光層３３まで輸送する機能を有している。正孔輸送層３２の材料としては、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができ、例えば、下記化２に示されるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）等のテトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物またはその誘導体（アミン系化合物）等があげられ、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。
【００５２】
【化２】
【００５３】
正孔輸送層３２の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることがより好ましい。なお、正孔輸送層３２は、省略することができる。
【００５４】
（赤色発光層）
赤色発光層３３は、赤色発光材料を含んで構成されている。赤色のように比較的長い波長の光を用いることにより、最低非占有分子軌道（ＨＯＭＯ）と最高占有分子軌道（ＬＵＭＯ）とのエネルギー準位差（バンドギャップ）が比較的小さい発光材料を用いることができる。このようにバンドギャップが比較的小さい発光材料は、正孔や電子を捕獲しやすく、発光し易い。したがって、陽極２４側に赤色発光層３３を設けることで、バンドギャップが大きく発光し難い青色発光層３５や緑色発光層３６を陰極２６側とし、各発光層をバランスよく発光させることができる。
【００５５】
また、赤色発光材料のようにバンドギャップの比較的小さな材料であると、赤色発光層３３中の電子、正孔の密度が少ない場合であっても、好適に発光することができる。赤色発光材料としては、特に限定されないが、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００５６】
赤色蛍光材料としては、赤色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、下記化３に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体等のペリレン誘導体、ユーロピウム錯体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ポルフィリン誘導体、ナイルレッド、２−（１，１−ジメチルエチル）−６−（２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ（ｉｊ）キノリジン−９−イル）エテニル）−４Ｈ−ピラン−４Ｈ−イリデン）プロパンジニトリル（ＤＣＪＴＢ）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）等があげられる。
【００５７】
【化３】
【００５８】
赤色燐光材料としては、赤色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体があげられ、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つがフェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものもあげられる。より具体的には、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトネート）（ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−１２Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金（ＩＩ）、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム、ビス（２−フェニルピリジン）イリジウム（アセチルアセトネート）等があげられる。
【００５９】
また、赤色発光層３３の材料としては、前述した赤色発光材料をゲスト材料とするホスト材料（第１のホスト材料）を用いてもよい。第１のホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを赤色発光材料に移動（フェルスター移動またはデクスター移動）させて、赤色発光材料を励起する機能を有する。したがって、例えば、第１のホスト材料にゲスト材料である赤色発光材料をドーパントとしてドープして用いることができる。
【００６０】
第１のホスト材料としては、用いる赤色発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、赤色発光材料が赤色蛍光材料を含む場合、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、ナフタセン誘導体、下記化４に示すようなアントラセン誘導体、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）等のアントラセン誘導体、ペリレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等のキノリノラト系金属錯体、トリフェニルアミンの４量体等のトリアリールアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、下記化５に示されるルブレン誘導体等のルブレンおよびその誘導体、シロール誘導体、ジカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾピラン誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等があげられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
また、赤色発光材料が赤色燐光材料を含む場合、第１のホスト材料としては、例えば、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニルカルバゾール、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体等があげられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６２】
【化４】
【００６３】
【化５】
【００６４】
赤色発光層３３に第１のホスト材料が含まる場合、赤色発光層３３中における赤色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％であるのがより好ましい。赤色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、青色発光層３５や緑色発光層３６の発光量とのバランスをとりつつ赤色発光層３３を発光させることができる。
【００６５】
また、赤色発光層３３の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度であることが好ましく、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度であることがより好ましい。これにより、有機ＥＬ素子８の各発光層をバランスよく発光させることができる。
【００６６】
（中間層）
中間層３４は、赤色発光層３３と青色発光層３５との層間にこれらに接するように設けられている。そして、中間層３４は、青色発光層３５から赤色発光層３３へ輸送される電子の量を調節する機能を有する。また、中間層３４は、赤色発光層３３から青色発光層３５へ輸送される正孔の量を調節する機能を有する。さらに、中間層３４は、赤色発光層３３と青色発光層３５との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する。この機能により、赤色発光層３３および青色発光層３５をそれぞれ効率よく発光させることができる。この結果、各発光層をバランスよく発光させることができ、有機ＥＬ素子８は所望の色、例えば白色で発光することができるものとなるとともに、有機ＥＬ素子８の発光効率および発光寿命の向上を図ることができる。
【００６７】
中間層３４の平均厚さは、例えば１ｎｍ〜６０ｎｍ程度である。このように比較的厚い中間層３４を設けることにより、陽極２４と陰極２６との間に微弱な電圧が印加された際に、有機ＥＬ素子８に電流が流れるのを防止する。このため、有機ＥＬ素子８の駆動が解除された際に、陽極２４および陰極２６の間に微弱な電圧が発生して有機ＥＬ素子８に電流が流れることにより生じる黒浮き現象が防止される。また、平均厚さが、前記上限値以下であることにより、中間層３４で輸送される電子および正孔の量が減少し、発光効率が低下することが防止される。
【００６８】
上記のような中間層３４を設けることにより、有機ＥＬ素子８は、優れた発光効率および発光バランスを維持しつつ、黒浮き現象が抑えられたものとなる。また、中間層３４は上記のように比較的厚いものであるため、耐久性に優れている。さらに、発光バランスに優れるため、特定の発光層に正孔および電子が集中して当該発光層が劣化するのを防止することができる。以上から、有機ＥＬ素子８全体としての発光寿命を長いものとすることができる。
【００６９】
これに対し、中間層３４の平均厚さが前記下限値未満だと、陽極２４と陰極２６との間に微弱な電圧が印加された際に、有機ＥＬ素子８に電流が流れ易くなり、黒浮き現象を抑制することができない。一方、中間層３４の平均厚さが前記上限値を超えると、有機ＥＬ素子８全体としての発光効率が急激に低下してしまう。中間層３４の平均厚さは、上述したような範囲内であればよいが、より顕著な効果を得るためには、１ｎｍ〜６０ｎｍであることが好ましく、３ｎｍ〜２０ｎｍであることがより好ましい。
【００７０】
中間層３４の材料としては、中間層３４が前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、正孔を輸送する機能を有する材料（正孔輸送材料）、電子を輸送する機能を有する材料（電子輸送材料）等を用いることができ、正孔輸送材料を用いることが好ましい。一般に、電子と比較して正孔は、移動度が遅いが、中間層３４が正孔輸送材料を含むことにより、正孔は円滑に中間層３４から青色発光層３５に受け渡され、各発光層がバランスよく発光し易いものとなり、有機ＥＬ素子８は、目的とする色、例えば白色で発光することができるとともに発光効率に優れたものとなる。
【００７１】
中間層３４に用いられる正孔輸送材料としては、中間層３４が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した正孔輸送材料のうちのアミン骨格を有するアミン系材料を用いることができるが、ベンジジン系アミン誘導体を用いるのが好ましい。特に、ベンジジン系アミン誘導体の中でも、中間層３４に用いられるアミン系材料としては、２つ以上の芳香環基を導入したものが好ましく、テトラアリールベンジジン誘導体がより好ましい。このようなベンジジン系アミン誘導体としては、例えば、前記化２に示されるＮ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）や、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラナフチル−ベンジジン（ＴＮＢ）等があげられる。
【００７２】
このようなアミン系材料は、一般に、正孔輸送性に優れている。したがって、赤色発光層３３から中間層３４を介して青色発光層３５へ正孔を円滑に受け渡すことができる。また、各発光層の中で最も発光しにくい青色発光層３５に正孔が十分に供給されるため、陽極２４と陰極２６との間に印加される電圧が変化した場合であっても各発光層の発光バランスが変化しにくいものとなる。
【００７３】
また、中間層３４の材料として、正孔輸送材料に加え、電子輸送材料を同時に含むことが好ましい。これにより、中間層３４は、電子輸送性および正孔輸送性を有する。すなわち、中間層３４は、バイポーラ性を有する。中間層３４がバイポーラ性を有すると、赤色発光層３３から中間層３４を介して青色発光層３５へ正孔を円滑に受け渡すとともに、青色発光層３５から中間層３４を介して赤色発光層３３へ電子を円滑に受け渡すことができる。その結果、赤色発光層３３および青色発光層３５にそれぞれ電子および正孔を効率的に注入して発光させることができる。
【００７４】
また、バイポーラ性を有することで、中間層３４はキャリア（電子、正孔）に対する耐性に優れている。このため、中間層３４中で電子と正孔が再結合して励起子が生成しても、中間層３４の劣化を防止または抑制することができる。これにより、中間層３４の励起子による劣化を防止または抑制し、その結果、有機ＥＬ素子８の耐久性（発光寿命）を優れたものとすることができる。
【００７５】
中間層３４に用いることができる電子輸送材料としては、中間層３４が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、アセン系材料を用いることができる。アセン系材料は、電子輸送性に優れるため、青色発光層３５から中間層３４を介して赤色発光層３３へ電子を円滑に受け渡すことができる。また、アセン系材料は励起子に対する耐性に優れているため、中間層３４の励起子による劣化を防止または抑制し、その結果、有機ＥＬ素子８の耐久性を優れたものとすることができる。
【００７６】
このようなアセン系材料としては、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ヘキサセン誘導体、ヘプタセン誘導体等があげられ、これらのうち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が、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体を用いることがより好ましい。アントラセン誘導体としては、例えば、前記化４に示されるアントラセン誘導体、下記化６に示される２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＴＢＡＤＮ）等があげられる。
【００７７】
【化６】
【００７８】
中間層３４に正孔輸送材料と電子輸送材料とが同時に含まれる場合、中間層３４中における正孔輸送材料の含有量は、特に限定されないが、５ｗｔ％〜９５ｗｔ％であることが好ましく、７ｗｔ％〜９０ｗｔ％であるのがより好ましく、１０ｗｔ％〜８５ｗｔ％であることがさらに好ましい。また、中間層３４中におけるアセン系材料の含有量は、特に限定されないが、１０ｗｔ％〜７０ｗｔ％であることが好ましく、１５ｗｔ％〜６０ｗｔ％であることがより好ましく、２０ｗｔ％〜５５ｗｔ％であることがさらに好ましい。
【００７９】
中間層３４における正孔輸送材料の含有量をＣＨ［ｗｔ％］、電子輸送材料の含有量をＣＥ［ｗｔ％］としたとき、０．５≦ＣＨ／ＣＥ≦２０の関係を満足することが好ましく、１．０≦ＣＨ／ＣＥ≦１０の関係を満足することがより好ましい。これにより、より確実に、キャリアや励起子に対する中間層３４の耐性を優れたものとしつつ、赤色発光層３３および青色発光層３５にそれぞれ電子および正孔を注入して発光させることができ、各発光層の発光バランスをより優れたものとすることができる。また、有機ＥＬ素子８に印加される電圧が変化した場合であっても各発光層の発光バランスがより変化しにくいものとなる。
【００８０】
（青色発光層）
青色発光層３５は、青色発光材料を含んで構成されている。青色のように比較的短い波長の光を用いることにより、バンドギャップが比較的大きい発光材料を用いることができる。このようにバンドギャップが比較的大きい発光材料は、バンドギャップが比較的小さい発光材料と比較して正孔や電子を捕獲しにくい。しかしながら、青色発光層３５がこのような位置に配置されることにより、正孔および電子が十分に青色発光層３５に供給され、青色発光層３５を十分に発光させることができる。
【００８１】
また、中間層３４と青色発光層３５との界面付近において電子と正孔とが再結合して生成した励起子のエネルギーが効率よく青色発光層３５の発光に用いられる。このため、各発光層は、バランスよく発光することができる。また、有機ＥＬ素子８に印加される電圧が微弱な場合や電圧が変化した場合であっても、各発光層の発光バランスが変化しにくいものとなる。青色発光材料としては、特に限定されず、各種青色蛍光材料、青色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００８２】
青色蛍光材料としては、青色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、下記化７で示されるジスチリルジアミン系化合物等のジスチリルアミン誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレンおよびペリレン誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、ポリ［（９．９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジヘキシルオキシフルオレン−２，７−ジイル）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−｛２−エトキシヘキシルオキシ｝フェニレン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（エチルニルベンゼン）］等があげられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００８３】
【化７】
【００８４】
青色燐光材料としては、青色の燐光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体があげられる。より具体的には、ビス［４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、トリス［２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム、ビス［２−（３，５−トリフルオロメチル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）があげられる。
【００８５】
また、青色発光層３５の材料としては、前述したような青色発光材料に加えて、この青色発光材料をゲスト材料とするホスト材料（第２のホスト材料）を用いてもよい。青色発光層３５に用いることのできる第２のホスト材料としては、前述した赤色発光層３３の第１のホスト材料と同様のホスト材料を用いることができる。
【００８６】
青色発光層３５が第２のホスト材料を含む場合、青色発光層３５中における青色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％であることが好ましく、１ｗｔ％〜１５ｗｔ％であることがより好ましい。青色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、赤色発光層３３や後述する緑色発光層３６の発光量とのバランスをとりつつ青色発光層３５を発光させることができる。
【００８７】
また、青色発光層３５の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度であることが好ましく、１２ｎｍ〜２０ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００８８】
（緑色発光層）
緑色発光層３６は、緑色発光材料を含んで構成されている。緑色発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００８９】
緑色蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、クマリン誘導体、下記化８に示すキナクリドン誘導体等のキナクリドンおよびその誘導体、９，１０−ビス［（９−エチル−３−カルバゾール）−ビニレニル］−アントラセン、ポリ（９，９−ジヘキシル−２，７−ビニレンフルオレニレン）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（１，４−ジフェニレン−ビニレン−２−メトキシ−５−｛２−エチルヘキシルオキシ｝ベンゼン）］、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−（２−エトキシルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン）］等があげられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００９０】
【化８】
【００９１】
緑色燐光材料としては、緑色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体があげられる。中でも、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つが、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものが好ましい。より具体的には、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）、ファク−トリス［５−フルオロ−２−（５−トリフルオロメチル−２−ピリジン）フェニル−Ｃ，Ｎ］イリジウムがあげられる。
【００９２】
また、緑色発光層３６はホスト材料（第３のホスト材料）を含んでいてもよい。緑色発光層３６の第３のホスト材料としては、前述した赤色発光層３３の第１のホスト材料と同様のホスト材料を用いることができる。
【００９３】
緑色発光層３６が第３のホスト材料を含む場合、緑色発光層３６中における緑色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％であることが好ましく、１ｗｔ％〜１５ｗｔ％であることがより好ましい。緑色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、赤色発光層３３や青色発光層３５の発光量とのバランスをとりつつ緑色発光層３６を発光させることができる。また、緑色発光層３６の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜２０ｎｍ程度であることが好ましく、８ｎｍ〜１５ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００９４】
（電子輸送層）
電子輸送層３７は、陰極２６から電子注入層３８を介して注入された電子を緑色発光層３６に輸送する機能を有するものである。電子輸送層３７は、ベース層３７ａと拡散層３７ｂとの２層で構成される。ベース層３７ａは緑色発光層３６に接する側に配置され、拡散層３７ｂは電子注入層３８に接する側に配置されている。
【００９５】
ベース層３７ａは、拡散層３７ｂよりも電子移動度が低い電子輸送材料で構成されることが好ましい。ベース層３７ａの材料（電子輸送材料）としては、例えば、下記化９に示すトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の８−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体等のキノリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等があげられ、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。
【００９６】
【化９】
【００９７】
ベース層３７ａの平均厚さは、特に限定されないが、０．５ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００９８】
拡散層３７ｂは、ベース層３７ａよりも電子移動度が高い電子輸送材料で構成されることが好ましい。拡散層３７ｂの材料（電子輸送材料）としては、例えば、下記化１０に示すオキサジアゾール誘導体（ｔＢｕ−ＰＢＤ）、下記化１１に示すシロール誘導体（ＥＴ４）等があげられ、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。拡散層３７ｂには、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散されている。
【００９９】
【化１０】
【０１００】
【化１１】
【０１０１】
拡散層３７ｂの平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜７０ｎｍ程度であることが好ましく、７ｎｍ〜６０ｎｍ程度であることがより好ましい。
【０１０２】
電子輸送層３７が電子注入層３８に接する側に拡散層３７ｂを有していることで、電子注入層３８に含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属が、拡散層３７ｂよりも電子移動度が低い電子輸送材料で構成されるベース層３７ａには拡散しにくくなる。このため、これらのアルカリ金属やアルカリ土類金属の、緑色発光層３６への拡散が抑えられる。これにより、緑色発光層３６を効率よく発光させることができるので、有機ＥＬ素子８の発光効率および発光寿命の向上を図ることができる。
【０１０３】
（電子注入層）
電子注入層３８は、陰極２６からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。この電子注入層３８の材料（電子注入材料）としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料があげられる。
【０１０４】
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等があげられ、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。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物（アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等）は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層３８を構成することにより、有機ＥＬ素子８は、高い輝度が得られるものとなる。
【０１０５】
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ2Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ、ＮａＯ等があげられる。アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅ等があげられる。アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等があげられる。アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＳｒＦ2、ＭｇＦ2、ＢｅＦ2等があげられる。
【０１０６】
また、無機半導体材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等があげられ、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。
【０１０７】
電子注入層３８の平均厚さは、特に限定されないが、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であることが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることがより好ましく、０．２ｎｍ〜５０ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
【０１０８】
なお、上述の有機ＥＬ素子８は、有機機能層３０に３層の発光層を有していたが、発光層が２層または４層以上であってもよい。発光層の発光色としては、上述のＲ、Ｇ、Ｂに限定されない。また、中間層３４は、発光層同士の少なくとも１つの層間に設けられていればよく、２層以上の中間層を有していてもよい。
【０１０９】
＜有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。図５は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示すフローチャートである。
【０１１０】
図５に示すように、有機ＥＬ装置の製造方法は、基板準備工程Ｓ１０と、有機ＥＬ素子形成工程Ｓ２０と、封止工程Ｓ４０と、加熱処理工程Ｓ５０とを有している。
【０１１１】
基板準備工程Ｓ１０では、基板１０上に駆動用ＴＦＴ１２と層間絶縁層２２と平坦化層２３とを公知の方法で形成し、素子基板２０を準備する。
【０１１２】
次に、有機ＥＬ素子形成工程Ｓ２０を行う。有機ＥＬ素子形成工程Ｓ２０は、陽極形成工程Ｓ２１と、正孔注入層形成工程Ｓ２２と、正孔輸送層形成工程Ｓ２３と、赤色発光層形成工程Ｓ２４と、中間層形成工程Ｓ２５と、青色発光層形成工程Ｓ２６と、緑色発光層形成工程Ｓ２７と、電子輸送層形成工程Ｓ２８と、電子注入層形成工程Ｓ２９と、陰極形成工程Ｓ３０と、を含んでいる。
【０１１３】
陽極形成工程Ｓ２１では、素子基板２０上に陽極２４を形成する。陽極２４は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着（ＣＶＤ）法、真空蒸着等の乾式メッキ法、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。
【０１１４】
続いて、正孔注入層形成工程Ｓ２２では、陽極２４上に正孔注入層３１を形成する。正孔注入層３１は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１１５】
また、正孔注入層３１は、例えば、正孔注入材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔注入層形成用材料を、陽極２４上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。正孔注入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、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることもできる。かかる塗布法を用いることにより、正孔注入層３１を比較的容易に形成することができる。正孔注入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、各種無機溶媒や、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。
【０１１６】
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２４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２４の上面に親液性を付与すること、陽極２４の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極２４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。
【０１１７】
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１００Ｗ〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０ｍＬ／ｍｉｎ〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極２４）の搬送速度０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、素子基板２０の温度７０℃〜９０℃程度とするのが好ましい。
【０１１８】
続いて、正孔輸送層形成工程Ｓ２３では、正孔注入層３１上に正孔輸送層３２を形成する。正孔輸送層３２は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。また、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、正孔注入層３１上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
【０１１９】
続いて、赤色発光層形成工程Ｓ２４では、正孔輸送層３２上に赤色発光層３３を形成する。赤色発光層３３は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１２０】
続いて、中間層形成工程Ｓ２５では、赤色発光層３３上に中間層３４を形成する。中間層３４は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１２１】
続いて、青色発光層形成工程Ｓ２６では、中間層３４上に青色発光層３５を形成する。青色発光層３５は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１２２】
続いて、緑色発光層形成工程Ｓ２７では、青色発光層３５上に緑色発光層３６を形成する。緑色発光層３６は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１２３】
続いて、電子輸送層形成工程Ｓ２８では、緑色発光層３６上にベース層３７ａと拡散層３７ｂとを積層して電子輸送層３７を形成する。電子輸送層３７は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。また、電子輸送層３７は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、緑色発光層３６上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
【０１２４】
続いて、電子注入層形成工程Ｓ２９では、電子輸送層３７上に電子注入層３８を形成する。電子注入層３８の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層３８は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機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。
【０１２５】
続いて、陰極形成工程Ｓ３０では、電子注入層３８上に陰極２６を形成する。陰極２６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。上記の有機ＥＬ素子形成工程Ｓ２０を経て、素子基板２０上に形成された有機ＥＬ素子８が得られる。
【０１２６】
次に、封止工程Ｓ４０では、まず、有機ＥＬ素子８（陰極２６）を覆うようにガスバリア層２８を形成する。ガスバリア層２８は、例えば、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。続いて、封止基板４０を素子基板２０に接合するとともに、封止基板４０とガスバリア層２８との間の空間を接着剤４１により充填する。封止基板４０は、カラーフィルター４２が設けられた面が有機ＥＬ素子８に対向するように配置される。これにより、有機ＥＬ装置１が得られる。
【０１２７】
次に、加熱処理工程Ｓ５０では、有機ＥＬ装置１（有機ＥＬ素子８）の加熱処理を行う。加熱処理の温度は、有機ＥＬ素子８の有機機能層３０を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度（Ｔｇ）のうち最も低い温度よりも高い温度とする。本実施形態の有機ＥＬ素子８では、有機機能層３０を構成する材料のうち最も低いＴｇは、例えば８０℃程度である。これに対して、加熱処理の温度は、例えば、１００℃〜１２０℃程度が好ましく、１２０℃程度がより好ましい。
【０１２８】
加熱処理工程Ｓ５０における加熱方法は、例えば、所定の温度に保たれた恒温恒湿槽内に有機ＥＬ装置１を放置する。加熱時間は、有機機能層３０の温度が上述の温度に到達するまでの時間とすることが好ましい。加熱処理工程Ｓ５０においては、加熱処理により有機機能層３０の温度が上述の温度に到達すればよく、上述の温度に到達した後にその温度で長時間維持することは有機機能層３０の特性を劣化させるおそれがあるため好ましくない。
【０１２９】
この加熱処理工程Ｓ５０を行うことで、後述する実施例に示すように、有機ＥＬ素子８の発光寿命および発光効率が向上する。これにより、従来よりも有機ＥＬ素子８の発光寿命および発光効率が向上した有機ＥＬ装置１を提供できる。
【０１３０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に対して、有機ＥＬ装置の構成は同じであり、有機ＥＬ装置の製造方法は同じ工程を備えているが、加熱処理工程Ｓ５０における加熱方法が異なっている。より具体的には、第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、加熱処理工程Ｓ５０において、レーザー光を照射をすることにより有機ＥＬ装置１の加熱処理を行う点が異なっている。
【０１３１】
第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法の加熱処理工程Ｓ５０における、加熱処理方法の一例を説明する。図６は、第２の実施形態に係る加熱処理方法を説明する図である。
【０１３２】
加熱処理工程Ｓ５０は、例えば、図６に示すチャンバー１００内で行われる。チャンバー１００は、例えば、アルミニウム等の金属や合金等から形成されており、内部空間を密閉可能に構成されている。チャンバー１００内は、真空ポンプ（図示しない）によって減圧される。チャンバー１００には、例えばガラス等からなる光導入用ウインドウ１０２が設けられている。チャンバー１００内には、加熱処理を行う有機ＥＬ装置１を載置するステージ１１０が配置されている。ステージ１１０は、有機ＥＬ装置１を載置した状態で、図６の矢印の方向に移動可能に構成されている。
【０１３３】
チャンバー１００の光導入用ウインドウ１０２の外側には、レーザー光源１２０が配置されている。レーザー光源１２０は、レーザー光Ｌを発生する。レーザー光源１２０により発生されたレーザー光Ｌは、光導入用ウインドウ１０２を介してステージ１１０に載置された有機ＥＬ装置１の表面に照射される。このレーザー光Ｌにより加熱処理が行われる。
【０１３４】
なお、ステージ１１０を移動させることで、有機ＥＬ装置１に対するレーザー光Ｌの面走査を行うことができる。光源１２０としては、特に限定はなく、被照射体である有機ＥＬ装置１上に形成された薄膜の種類に応じて、公知のレーザー光源から適宜選択することができる。
【０１３５】
有機ＥＬ装置１にレーザー光を照射して加熱処理を行うことで、第１の実施形態の恒温恒湿槽内に有機ＥＬ装置１を放置する方法に比べて、加熱処理を行うべき部分を集中的に加熱することができる。このため、有機機能層３０を、より短時間で所定の温度に上昇させるとともに、より短時間で室温に戻すことができる。また、この加熱処理により中間層３４や電子輸送層３７の拡散層３７ｂに拡散領域を形成できるので、拡散領域の形成のための加熱処理を別に行わなくてもよい。これにより、有機機能層３０を構成する材料が高温に晒される時間がより短くなるので、温度による有機ＥＬ素子８の特性の劣化を抑えることができる。
【０１３６】
したがって、第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法によれば、有機ＥＬ素子８の発光寿命および発光効率がさらに向上した有機ＥＬ装置１を提供できる。なお、第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、加熱処理工程Ｓ５０を封止工程Ｓ４０の前に行うようにしてもよい。
【０１３７】
＜電子機器＞
上述した有機ＥＬ装置１は、例えば、図７に示すように、電子機器としての携帯電話機５００に搭載して用いることができる。携帯電話機５００は、表示部５０２に有機ＥＬ装置１を備えている。この構成により、表示部５０２を有する携帯電話機５００は、より長寿命で明るい表示を行うことができる。
【０１３８】
また、電子機器は、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置の車載モニター等であってもよい。
【０１３９】
さらに、本発明の有機ＥＬ装置１は、表示デバイス以外のデバイス、例えば、プリンターヘッドの露光ヘッドの光源や照明装置として用いることもできる。
【実施例】
【０１４０】
次に、本発明の実施例について説明する。
【０１４１】
（実施例１）
＜１．有機ＥＬ素子の加熱処理温度と発光寿命との関係＞
まず、実施例１として、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１の構成を有する有機ＥＬ装置を、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法により製造した。実施例１の有機ＥＬ装置における有機機能層の具体的な構成は以下の通りである。
【０１４２】
正孔注入層３１は、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを材料として３０ｎｍの厚さで形成した。正孔輸送層３２は、α−ＮＰＤを材料として２０ｎｍの厚さで形成した。赤色発光層３３は、ホスト材料をルブレンとしドーパントをペリレン誘導体として５ｎｍの厚さで形成した。中間層３４は、α−ＮＰＤを材料として５ｎｍの厚さで形成した。青色発光層３５は、ホスト材料をＡＤＮ（出光興産株式会社製）としドーパントをＢＤ１４２（出光興産株式会社製）として１２ｎｍの厚さで形成した。緑色発光層３６は、ホスト材料をＡｌｑ３としドーパントをキナクリドンとして８ｎｍの厚さで形成した。電子輸送層３７は、ベース層３７ａをＡｌｑ３を材料として２０ｎｍの厚さで形成し、拡散層３７ｂをキナクリドンを材料として２０ｎｍの厚さで形成した。電子注入層３８は、ＬｉＦを材料として１ｎｍの厚さで形成した。
【０１４３】
続いて、上記実施例１の有機ＥＬ装置を異なる温度で加熱処理する実験を行った。図８は、実施例１の加熱処理温度の違いによる発光輝度の時間変化を比較したグラフである。詳しくは、実施例１の有機ＥＬ装置を、第１の実施形態に係る加熱処理工程Ｓ５０において、９５℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃の異なる温度で加熱処理を行った結果である。なお、加熱時間は、９５℃では１４時間、それ以外の温度では４時間とした。図８において、横軸は有機ＥＬ装置を４００ｍＡ／ｃｍ2で駆動したときときの発光時間であり、縦軸は初期時点の発光輝度を１としたときの発光輝度の比である。
【０１４４】
図８に示すように、実施例１の有機ＥＬ装置では、９５℃で加熱した場合を基準とすると、加熱処理温度が高いほど同じ発光輝度で発光する時間が長くなっている。この結果より、実施例１の有機ＥＬ装置１では、少なくとも１２０℃までの温度であれば、加熱処理温度が高いほど発光寿命が長くなっていることがわかる。
【０１４５】
図９は、従来の構成の有機ＥＬ装置における発光強度を示すグラフである。詳しくは、従来の構成の有機ＥＬ装置として、電子輸送層３７における拡散層３７ｂと、中間層３４とを有していない以外は実施例１の有機ＥＬ装置と同じ構成を有する有機ＥＬ装置を用いて、初期時点と、１１５℃、１２０℃の異なる温度で加熱処理を行った時点とにおける発光強度を比較した結果である。なお、加熱時間は、１１５℃、１２０℃とも４時間とした。図９において、横軸は発光波長であり、縦軸は発光強度である。
【０１４６】
図９に示すように、初期時点に対して、加熱温度が高い方が有機ＥＬ装置の発光強度が低下していること、つまり発光寿命が低下していることがわかる。１１５℃、１２０℃の温度は、有機機能層を構成する材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度であり、特許文献１における「加熱処理の際の温度は有機ＥＬ素子の有機材料のガラス転移温度以下が好ましい」との記載に対応する結果となっている。
【０１４７】
これに対して、図８に示す本実施例の加熱処理実験では、有機機能層を構成する材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱した方が発光寿命が長い、という従来の考え方とは相反する結果が得られた。このような従来の考え方とは相反する結果が得られたのは、拡散層３７ｂを含む電子輸送層３７と中間層とを有する有機機能層の構成が関与しているためと考えられる。そこで、有機機能層における電子輸送層の拡散層と中間層との厚さ等の構成を異ならせてさらに実験を行った。
【０１４８】
（実施例２）
＜２．電子輸送層における拡散層の厚さと発光寿命および発光効率との関係＞
次に、実施例２として、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを異ならせて有機ＥＬ装置を製造した。実施例２の有機ＥＬ装置における有機機能層の具体的な構成は以下の通りである。
【０１４９】
正孔注入層３１は、ＨＩ４０６（出光興産株式会社製）を材料として３０ｎｍの厚さで形成した。正孔輸送層３２は、α−ＮＰＤを材料として２０ｎｍの厚さで形成した。赤色発光層３３は、ホスト材料をＢＨ２１５（出光興産株式会社製）としドーパントをＲＤ００１（出光興産株式会社製）として５ｎｍの厚さで形成した。中間層３４は、α−ＮＰＤを材料として５ｎｍの厚さで形成した。青色発光層３５は、ホスト材料をＢＨ２１５（出光興産株式会社製）としドーパントをＢＤ１０２（出光興産株式会社製）として１２ｎｍの厚さで形成した。緑色発光層３６は、ホスト材料をＢＨ２１５（出光興産株式会社製）としドーパントをＧＤ２０６（出光興産株式会社製）として８ｎｍの厚さで形成した。電子輸送層３７のベース層３７ａはＡｌｑ３を材料として１０ｎｍの厚さで形成し、拡散層３７ｂはｔＢｕ−ＰＢＤを材料としてその厚さを異ならせて形成した。電子注入層３８は、ＬｉＦを材料として１ｎｍの厚さで形成した。
【０１５０】
さらに、実施例２では、有機ＥＬ装置の加熱処理を行う方法として、第２の実施形態に係る加熱処理工程Ｓ５０を適用した。より具体的には、レーザー光の照射により加熱処理を行い、加熱処理温度は１２０℃とした。また、比較例１として、実施例２と同じ構成の有機ＥＬ装置において電子輸送層３７の拡散層３７ｂを５ｎｍの厚さで形成したものを用いて、実施例２と同様にレーザー光の照射により１２０℃の温度で加熱処理を行った。
【０１５１】
（実施例２−１）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを７ｎｍとした。
【０１５２】
（実施例２−２）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを１０ｎｍとした。
【０１５３】
（実施例２−３）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを３０ｎｍとした。
【０１５４】
（実施例２−４）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを５０ｎｍとした。
【０１５５】
（実施例２−５）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを６０ｎｍとした。
【０１５６】
（実施例２−６）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを７０ｎｍとした。
【０１５７】
次に、実施例２の有機ＥＬ装置において、拡散層３７ｂの厚さの違いによる電流効率およびＬＴ８０を比較した。図１０は、実施例２の結果を示す図である。図１０において、電圧は、比較例１の有機ＥＬ装置における電圧を１としたときの実施例２の電圧の比を示す。電流効率は、比較例１における電流効率（ｃｄ／Ａ）を１としたときの実施例２の電流効率の比を示す。ＬＴ８０は、比較例１におけるＬＴ８０を１としたときの実施例２のＬＴ８０の比を示す。ここで、ＬＴ８０とは、有機ＥＬ装置を４００ｍＡ／ｃｍ2で駆動したときに、初期時点の発光輝度を１００％として発光輝度が８０％になるまでの時間（ｈｏｕｒ）のことである。
【０１５８】
図１０に示すように、実施例２−１、実施例２−２、および実施例２−３では、比較例１に対して、電圧は低く、電流効率およびＬＴ８０は高くなっている。次に、実施例２−４および実施例２−５では、比較例１に対して、電圧はやや高くなり、電流効率およびＬＴ８０は高くなっている。したがって、実施例２−１〜実施例２−５では、発光輝度と発光寿命とが比較例１よりも向上している。
【０１５９】
一方、実施例２−６では、比較例１に対して、電圧がより高くなっている。そして、ＬＴ８０は比較例１よりも高くなるものの、実施例２−１〜実施例２−５に比べて低くなっている。また、電流効率は低下しており、したがって、実施例２−６では発光輝度が比較例１よりも低下している。
【０１６０】
これらの結果より、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さが７ｎｍ〜６０ｎｍの範囲にあれば、有機ＥＬ装置の発光輝度と発光寿命とが向上すると考えられる。加熱処理を行うと、その熱により陰極部位での拡散が相互に起こり、電子輸送層３７が拡散層３７ｂを含む２層構造でない場合、電子注入層３８に含まれる例えばＬｉ等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属が、電子輸送層３７を超えて発光層界面まで拡散する。このことにより、有機ＥＬ装置の発光効率や発光寿命の低下が起こると考えられる。これに対して、電子輸送層３７を拡散層３７ｂを含む２層構造とし、拡散層３７ｂの厚さを初期特性が劣化しない範囲に設定することで、Ｌｉ等が発光層界面まで拡散することが抑えられ、これにより有機ＥＬ装置の発光輝度と発光寿命とが向上すると考えられる。
【０１６１】
次に、実施例２の拡散層の厚さが異なる構成において、加熱処理の温度を異ならせたときの発光寿命を比較した。図１１は、実施例２の加熱温度および拡散層の厚さと発光寿命との関係を示すグラフである。ここでは、比較例１（実施例１）および実施例２の構成の有機ＥＬ装置を用いて、レーザー光の照射により、９５℃、１０５℃、１２０℃、１３５℃の温度で加熱処理を行った。図１０において、横軸は電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さ（ｎｍ）であり、縦軸は１２０℃で加熱処理を行った比較例１のＬＴ８０（ｈｏｕｒ）を１としたときのＬＴ８０の比である。図１１における折れ線は、実施例１および実施例２の有機ＥＬ装置において、拡散層の厚さのそれぞれについて加熱温度が同じ温度のときのＬＴ８０（比）をプロットしたものである。
【０１６２】
図１１に示すように、ＬＴ８０は、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さに関わらず、加熱処理温度が１２０℃のときが最も長く、１０５℃、９５℃の順に短くなり、１３５℃のときが最も短くなっている。この結果からも、中間層３４と拡散層３７ｂとを有していれば、有機機能層３０を構成する材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理することで、発光寿命が向上することがわかる。したがって、このような加熱処理を行うことにより、従来よりも有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が向上した有機ＥＬ装置を提供できると考えられる。
【０１６３】
また、この結果より、９５℃から少なくとも１２０℃までであれば加熱処理温度が高いほど発光寿命が向上するが、１３５℃まで加熱処理温度が高くなると発光寿命が低下する。したがって、加熱処理温度は１２０℃程度が好ましいと考えられる。加熱処理温度が１３５℃まで高くなると、有機機能層３０の特性の劣化が起きるものと推察される。
【０１６４】
次に、図１１において、加熱処理温度が同じで電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを異ならせたときの発光寿命を比較すると、加熱処理温度が１０５℃および１２０℃では、拡散層３７ｂの厚さが５ｎｍの場合に比べて、７ｎｍ〜６０ｎｍの場合に発光寿命が向上している。また、加熱処理温度が９５℃および１３５℃では、拡散層３７ｂの厚さが５ｎｍの場合に比べて、１０ｎｍ〜６０ｎｍの場合に発光寿命が向上している。したがって、図１０および図１１に示す結果より、拡散層３７ｂの厚さは７ｎｍから６０ｎｍが好ましいと考えられる。
【０１６５】
（実施例３）
＜３．中間層の厚さと発光寿命および発光効率との関係＞
次に、実施例３として、中間層３４の厚さを異ならせて有機ＥＬ装置を製造した。実施例３の有機ＥＬ装置では、実施例２の有機ＥＬ装置に対して、中間層３４の厚さを異ならせている点と、電子輸送層３７における拡散層３７ｂをＥＴ４を材料として３０ｎｍ、６０ｎｍ、および７０ｎｍの厚さで形成した点が異なるが、その他の構成は同じである。また、実施例３では、比較例１および実施例２と同様に、レーザー光の照射により１２０℃の温度で加熱処理を行った。
【０１６６】
（実施例３−１）
中間層３４の厚さを３ｎｍとし、拡散層３７ｂの厚さを３０ｎｍとした。
【０１６７】
（実施例３−２）
中間層３４の厚さを１０ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１６８】
（実施例３−３）
中間層３４の厚さを１５ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１６９】
（実施例３−４）
中間層３４の厚さを２０ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７０】
（実施例３−５）
中間層３４の厚さを２５ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７１】
（実施例３−６）
中間層３４の厚さを３０ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７２】
（実施例３−７）
中間層３４の厚さを１５ｎｍとし、拡散層３７ｂの厚さを６０ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７３】
（実施例３−８）
中間層３４の厚さを１５ｎｍとし、拡散層３７ｂの厚さを７０ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７４】
また、比較例２として、以下の有機ＥＬ装置を製造した。
【０１７５】
（比較例２−１）
中間層３４を有していない構成とし、拡散層３７ｂの厚さを５ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７６】
（比較例２−２）
中間層３４を有していない構成とし、拡散層３７ｂの厚さを３０ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７７】
（比較例２−３）
中間層３４の厚さを１ｎｍとし、拡散層３７ｂの厚さを３０ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７８】
次に、実施例３の有機ＥＬ装置において、中間層３４の厚さの違いによる電流効率およびＬＴ８０を比較した。図１２は、実施例３の結果を示す図である。図１２において、電圧は、比較例２−１の有機ＥＬ装置における電圧を１としたときの実施例３の電圧の比を示す。電流効率は、比較例２−１における電流効率（ｃｄ／Ａ）を１としたときの実施例３の電流効率の比を示す。ＬＴ８０は、比較例２−１におけるＬＴ８０を１としたときの実施例３のＬＴ８０の比を示す。
【０１７９】
図１２に示すように、実施例３−１、実施例３−２、実施例３−３、および実施例３−４では、比較例２−１に対して、電圧は低く、電流効率およびＬＴ８０は高くなっている。また、実施例３−７では、比較例２−１に対して、電圧は高くなるが、電流効率およびＬＴ８０は高くなっている。したがって、これらの実施例の有機ＥＬ装置では、発光輝度と発光寿命とが比較例２−１の有機ＥＬ装置よりも向上している。
【０１８０】
しかしながら、実施例３−５では、比較例２−１に対して、ＬＴ８０は同じであるが、電圧は高くなり、電流効率は低下している。また、実施例３−６および実施例３−８では、比較例２−１に対して、電圧は高くなり、電流効率およびＬＴ８０は低下している。
【０１８１】
これらの結果より、中間層３４の厚さが３ｎｍ〜２０ｎｍの場合に電流効率および発光寿命が向上する。ただし、中間層３４の厚さが１５ｎｍであっても電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さが７０ｎｍであると、電流効率および発光寿命がともに低下する。
【０１８２】
また、比較例２−２では、比較例２−１に対して、電圧は高くなり、電流効率およびＬＴ８０は低下している。比較例２−３では、比較例２−１に対して、電圧は高くなり、電流効率は低下している。したがって、中間層３４を有していない場合、あるいは中間層３４の厚さが薄い場合は、拡散層３７ｂを好ましい厚さで形成しても電流効率および発光寿命は向上しないと考えられる。
【０１８３】
したがって、図１２に示す結果より、中間層３４の厚さは３ｎｍから２０ｎｍが好ましいと考えられる。また、図１２に示す結果からも、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さの上限は６０ｎｍが好ましいと考えられる。
【符号の説明】
【０１８４】
１…有機ＥＬ装置、８…有機ＥＬ素子、２０…基板としての素子基板、２４…陽極、２６…陰極、３０…有機機能層、３３…第１の発光層としての赤色発光層、３４…中間層、３５…第２の発光層としての青色発光層、３６…第３の発光層としての緑色発光層、３７…電子輸送層、３７ｂ…拡散層、５００…電子機器としての携帯電話機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置とその製造方法、およびこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子と正孔との再結合により発光が生じる現象を用いた発光素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）が知られている。有機ＥＬ素子は、正孔を供給する陽極と電子を供給する陰極との間に、発光層を含む有機機能層を備えている。有機ＥＬ素子は、陽極から供給された正孔と、陰極から供給された電子とが有機機能層で再結合することにより発光する。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子は、駆動時間が長くなるにつれてその発光輝度が低下するとともに、有機機能層を流れる電流に対する発光効率も低下することが知られている。また、有機ＥＬ素子の形成後の初期段階において発光輝度や発光効率が著しく低下する場合がある。このような有機ＥＬ素子を形成後にそのまま発光素子として用いると、短時間のうちに所望の特性が得られなくなり、表示品質が劣化するおそれがある。
【０００４】
そこで、有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と呼ぶ）として用いられた状態での有機ＥＬ素子の発光特性の変化や電気特性の変化が小さくなるように、形成後の有機ＥＬ素子を初期劣化（エイジング）させて、発光特性および電気特性を安定化する方法が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載された方法では、有機ＥＬ素子に加熱処理を施すことや電界を印加することによりエイジングを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６４０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、加熱処理の際の温度と加熱時間によっては、有機ＥＬ素子の特性を大きく損なってしまい、有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率をかえって低下させてしまう場合があるという課題があった。例えば、特許文献１では、加熱処理の際の温度は有機ＥＬ素子の有機材料のガラス転移温度以下が好ましいとしている。したがって、加熱処理において有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が低下しない有機ＥＬ装置の構成、あるいは加熱処理の方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る有機ＥＬ装置は、基板と、前記基板上に設けられ陽極と有機機能層と陰極とが順に積層された有機ＥＬ素子と、を備え、前記有機機能層は、前記陽極上に順に配置された、正孔輸送層と、第１の色に発光する第１の発光層と、電子および正孔の流れを調整する中間層と、前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層を含む電子輸送層と、を少なくとも含み、前記有機ＥＬ素子は、前記有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理されていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例に係る有機ＥＬ素子は、有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理されている。発明者らは、有機ＥＬ素子の加熱処理を行う温度として、従来有機材料のガラス転移温度以下の温度が好ましいとされてきたのに対して、実験により、ガラス転移温度よりも高い温度で加熱処理を行うことで有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が向上することを見出した。したがって、この構成によれば、加熱処理を行うことにより、従来よりも有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が向上した有機ＥＬ装置を提供できる。
【００１０】
［適用例２］本適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に、陽極と有機機能層と陰極とを順に積層して有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程と、を有し、前記有機ＥＬ素子を形成する工程は、前記有機機能層として、正孔輸送層と、第１の色に発光する第１の発光層と、電子および正孔の流れを調整する中間層と、前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層を含む電子輸送層と、を少なくとも形成する工程を含み、前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程では、前記有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理することを特徴とする。
【００１１】
本適用例に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、有機ＥＬ素子を加熱処理する工程で、有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理を行う。したがって、この方法によれば、従来よりも有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が向上する有機ＥＬ装置の製造方法を提供できる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程では、前記有機ＥＬ素子にレーザー光を照射することにより前記加熱処理を行ってもよい。
【００１３】
この方法によれば、加熱処理する工程で有機ＥＬ素子にレーザー光を照射することにより加熱処理を行う。このため、高温に保たれた恒温恒湿槽内に有機ＥＬ装置を放置する方法に比べて、レーザー光を照射することで、加熱処理を行うべき部分を集中的に加熱することができる。このため、有機機能層を、より短時間で所定の温度に上昇させるとともに、より短時間で室温に戻すことができる。また、この加熱処理により中間層や電子輸送層の拡散層に拡散領域を形成できるので、拡散領域の形成のための加熱処理を別に行わなくてもよい。これにより、有機機能層を構成する材料が高温に晒される時間がより短くなるので、温度による有機ＥＬ素子の特性の劣化を抑えることができる。
【００１４】
［適用例４］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の有機ＥＬ装置、または、上記に記載の有機ＥＬ装置の製造方法を用いて製造された有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、電子機器は、長寿命で高発光効率の有機ＥＬ装置を備えている。このため、表示部の信頼性が高い電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す概略正面図。
【図２】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構造を示す要部断面図。
【図４】第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す模式断面図。
【図５】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態に係る加熱処理方法を説明する図。
【図７】電子機器としての携帯電話機を示す図。
【図８】実施例１の加熱処理温度の違いによる発光輝度の時間変化を比較したグラフ。
【図９】従来の構成の有機ＥＬ装置における発光強度を示すグラフ。
【図１０】実施例２の結果を示す図。
【図１１】実施例２の加熱温度および拡散層の厚さと発光寿命との関係を示すグラフ。
【図１２】実施例３の結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図面において、構成をわかりやすく示すため、各構成要素の層厚や寸法の比率、角度等は適宜異ならせてある。また、参照する各図面において、素子、配線、接続部等を一部省略してある。
【００１８】
（第１の実施形態）
＜有機ＥＬ装置の概要＞
まず、本実施形態の有機ＥＬ装置の概要について、図１、図２、および図３を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す概略正面図である。図２は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図である。図３は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構造を示す要部断面図である。詳しくは、図３は図１のＡ−Ａ’線に沿った部分断面図である。
【００１９】
図１に示すように、有機ＥＬ装置１は、基板としての素子基板２０上に、略矩形の平面形状を有する発光領域４を備えている。発光領域４は、有機ＥＬ装置１において、実質的に発光に寄与する領域である。発光領域４には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの光を射出する画素２が配列されている。画素２は、例えば略矩形の平面形状を有している。なお、画素２は、実際には非常に微細なものであり、図示の都合上拡大して示している。
【００２０】
画素２は、有機ＥＬ装置１の表示の最小単位であり、赤色光を射出する画素２Ｒと、緑色光を射出する画素２Ｇと、青色光を射出する画素２Ｂとを有している（以下では、対応する色を区別しない場合には単に画素２とも呼ぶ）。有機ＥＬ装置１では、画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから一つの画素群が構成され、それぞれの画素群において画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのそれぞれの輝度を適宜変えることで、種々の色の表示を行うことができる。
【００２１】
有機ＥＬ装置１は、素子基板２０上に設けられ画素２毎に配置された有機ＥＬ素子８（図２参照）を有している。また、有機ＥＬ装置１は、素子基板２０に平面的に重なるように配置された封止基板４０を備えている。封止基板４０は、素子基板２０よりも一回り小さい。封止基板４０は、素子基板２０に接合されており、素子基板２０上に設けられた複数の有機ＥＬ素子８を封止している。
【００２２】
素子基板２０の領域のうち封止基板４０から額縁状に張り出した部分には、２つの走査線駆動回路１５と１つのデータ線駆動回路１４が設けられている。素子基板２０の端子部２０ａには、走査線駆動回路１５およびデータ線駆動回路１４と外部駆動回路とを接続するためのフレキシブルな中継基板５が実装されている。
【００２３】
図２に示すように、有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスター（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと呼ぶ）を用いたアクティブマトリックス型の有機ＥＬ装置である。有機ＥＬ装置１は、素子基板２０上に設けられた走査線１６と、走査線１６に対して交差する方向に延びる信号線１７と、信号線１７に並列に延びる電源線１８とを備えている。
【００２４】
有機ＥＬ装置１において、これら走査線１６と信号線１７とに囲まれた領域に画素２が配置されている。画素２は、走査線１６の延在方向と信号線１７の延在方向とに沿ってマトリックス状に配列されている。画素２には、スイッチング用ＴＦＴ１１と、駆動用ＴＦＴ１２と、保持容量１３と、陽極２４と、陰極２６と、有機機能層３０と、を備えている。有機機能層３０は、電界により注入された正孔と電子との再結合により励起して発光する発光層を含んでいる。陽極２４と、有機機能層３０と、陰極２６とによって、有機ＥＬ素子８が構成される。
【００２５】
信号線１７には、シフトレジスター、レベルシフター、ビデオライン、およびアナログスイッチを備えたデータ線駆動回路１４が接続されている。また、走査線１６には、シフトレジスターおよびレベルシフターを備えた走査線駆動回路１５が接続されている。
【００２６】
有機ＥＬ装置１では、走査線１６が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１がオン状態になると、信号線１７を介して供給される画像信号が保持容量１３に保持され、保持容量１３の状態に応じて駆動用ＴＦＴ１２のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２を介して電源線１８に電気的に接続したとき、電源線１８から陽極２４に駆動電流が流れ、さらに有機機能層３０を通じて陰極２６に電流が流れる。
【００２７】
有機機能層３０の発光層は、陽極２４と陰極２６との間に流れる電流量に応じた輝度で発光する。本実施形態では、有機ＥＬ素子８は、有機機能層３０の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各発光層が発光することにより、白色光を発する。
【００２８】
図３に示すように、有機ＥＬ装置１は、素子基板２０上に、有機ＥＬ素子８（陽極２４、有機機能層３０、および陰極２６）と、隔壁２５と、ガスバリア層２８と、カラーフィルター４２と、封止基板４０と、を備えている。素子基板２０は、基板１０と、基板１０上に形成された駆動用ＴＦＴ１２と層間絶縁層２２と平坦化層２３と、を備えている。有機ＥＬ装置１は、有機ＥＬ素子８から発した光が封止基板４０側に射出されるトップエミッション型である。有機ＥＬ素子８の構成の詳細については後述する。
【００２９】
基板１０は、有機ＥＬ装置１がトップエミッション型であることから、透光性材料および不透光性材料のいずれを用いてもよい。透光性材料としては、例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等があげられる。不透光性材料としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化等の絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、およびそのフィルム（プラスチックフィルム）等があげられる。基板１０は、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2）等からなる保護層に覆われていてもよい。
【００３０】
駆動用ＴＦＴ１２は、基板１０上に、画素２に対応して設けられている。駆動用ＴＦＴ１２は、半導体膜１２ａと、ゲート絶縁層２１と、ゲート電極１２ｇと、ドレイン電極１２ｄと、ソース電極１２ｓとを備えている。半導体膜１２ａには、ソース領域と、ドレイン領域と、チャネル領域とが形成されている。半導体膜１２ａは、ゲート絶縁層２１に覆われている。ゲート電極１２ｇは、ゲート絶縁層２１を間に挟んで平面視で半導体膜１２ａのチャネル領域に重なるように位置している。
【００３１】
層間絶縁層２２は、ゲート電極１２ｇとゲート絶縁層２１とを覆っている。ドレイン電極１２ｄは、層間絶縁層２２に設けられたコンタクトホールを介して、半導体膜１２ａのドレイン領域に導電接続されている。ソース電極１２ｓは、同様にコンタクトホールを介して、半導体膜１２ａのソース領域に導電接続されている。なお、層間絶縁層２２とドレイン電極１２ｄとソース電極１２ｓとを覆って、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）等からなる保護層が設けられていてもよい。
【００３２】
平坦化層２３は、層間絶縁層２２とドレイン電極１２ｄとソース電極１２ｓとを覆うように設けられている。平坦化層２３は、ドレイン電極１２ｄおよびソース電極１２ｓやその他の配線部による凹凸を反映しないほぼ平坦な表面を有している。平坦化層２３は、例えばアクリル樹脂等からなる。
【００３３】
陽極２４は、平坦化層２３上に画素２毎に設けられている。なお、反射性をより高めるために、例えば反射層上に無機絶縁層等を間に介して陽極２４が積層された構成であってもよい。陽極２４は、平坦化層２３に設けられたコンタクトホールを介して駆動用ＴＦＴ１２に導電接続されている。
【００３４】
隔壁２５は、平坦化層２３上に設けられている。隔壁２５は開口部２５ａを有しており、画素２の領域を区画している。隔壁２５は、開口部２５ａの周囲に沿って陽極２４の周縁部に所定幅で乗り上げるように形成されている。隔壁２５の厚さは、例えば２μｍ程度である。なお、平坦化層２３と隔壁２５との間に、開口部２５ａよりも一回り小さい開口部を有する無機絶縁層が設けられていてもよい。
【００３５】
有機機能層３０は、陽極２４と隔壁２５とを覆うように形成されている。陰極２６は、有機機能層３０を覆うように設けられている。
【００３６】
ガスバリア層２８は、陰極２６（有機ＥＬ素子８）を覆うように設けられている。ガスバリア層２８は、有機ＥＬ素子８を気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。ガスバリア層２８は、光透過性、密着性、耐水性、ガスバリア性等を考慮して、例えば、シリコン酸化物やシリコン酸窒化物等のシリコン化合物で構成される。ガスバリア層２８の厚さは１００ｎｍ〜４００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３７】
なお、単層のガスバリア層２８の代わりに、電極保護層と有機緩衝層とガスバリア層とを備えた多層薄膜保護層を設ける構成としてもよい。その場合、電極保護層およびガスバリア層は、例えば、シリコン酸化物やシリコン酸窒化物等のシリコン化合物で構成され、有機緩衝層はエポキシ樹脂等の有機材料で構成される。このような構成にすれば、隔壁２５等による凹凸部分を緩和するとともに、素子基板２０の反りや体積膨張により発生する応力を緩和することができる。また、有機ＥＬ素子８をより気密的に封止できるので、有機ＥＬ装置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。
【００３８】
封止基板４０は、ガスバリア層２８に覆われた有機ＥＬ素子８に対向配置されている。封止基板４０は、透光性を有する材料からなり、例えばガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等からなる。封止基板４０は、封止基板４０の外周に沿って設けられたシール材（図示しない）により素子基板２０側に接合されている。封止基板４０と素子基板２０側（ガスバリア層２８）との間の空間は、例えば、透光性を有するウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等からなる接着剤４１により充填されている。
【００３９】
カラーフィルター４２は、封止基板４０の有機ＥＬ素子８側に設けられている。カラーフィルター４２は、赤色のカラーフィルター４２Ｒと、緑色のカラーフィルター４２Ｇと、青色のカラーフィルター４２Ｂとを有している（以下では、対応する色を区別しない場合には単にカラーフィルター４２とも呼ぶ）。カラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに対応して配置され、有機ＥＬ素子８に平面的に重なるように設けられている。
【００４０】
有機ＥＬ素子８により発せられる白色光が、カラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを透過することで、画素２Ｒ，２Ｇ，２ＢにおいてＲ、Ｇ、Ｂの３つの異なる色の光が射出される。隣り合うカラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ同士の間には、カラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを区画する遮光層４３が設けられている。なお、カラーフィルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよび遮光層４３の有機ＥＬ素子８側の表面を覆うとともにその表面の凹凸を緩和する平坦化層が設けられていてもよい。
【００４１】
有機ＥＬ装置１では、有機機能層３０から陰極２６側に発せられた光は、封止基板４０側に射出される。また、有機機能層３０から陽極２４側に発せられた光は、例えば陽極２４により反射されて、封止基板４０側に射出される。
【００４２】
なお、有機ＥＬ装置１は、アクティブマトリックス型の構成に限定されず、パッシブ（単純）マトリックス型の構成であってもよい。また、有機ＥＬ装置１は、トップエミッション型に限定されず、ボトムエミッション型であってもよい。
【００４３】
＜有機ＥＬ素子の構成＞
次に、有機ＥＬ素子の構成について詳細を説明する。図４は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す模式断面図である。図４に示すように、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子８は、陽極２４と有機機能層３０と陰極２６とが積層された構成を有している。有機機能層３０は、正孔注入層３１と、正孔輸送層３２と、赤色発光層３３と、中間層３４と、青色発光層３５と、緑色発光層３６と、電子輸送層３７と、電子注入層３８と、がこの順に積層された構成を有している。
【００４４】
有機ＥＬ素子８では、陽極２４および陰極２６に電圧が印加されることにより、赤色発光層３３、青色発光層３５、および緑色発光層３６の各発光層に対し、陰極２６側から電子が供給（注入）されるとともに、陽極２４側から正孔が供給（注入）される。そして、各発光層では、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（蛍光や燐光）を放出（発光）する。これにより、有機ＥＬ素子８は、白色光を発する。
【００４５】
（陽極）
陽極２４は、正孔注入層３１を介して正孔輸送層３２に正孔を注入する電極である。陽極２４の材料としては、透光性を有するとともに、仕事関数が大きく導電性に優れる材料が好ましい。陽極２４の材料としては、例えば、ＩＴＯ、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あげられ、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。陽極２４の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であることが好ましく、５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００４６】
（陰極）
陰極２６は、電子注入層３８を介して電子輸送層３７に電子を注入する電極である。陰極２６の材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極２６の材料としては、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あげられ、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。
【００４７】
陰極２６の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、より具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金が好ましい。このような合金を用いることにより、陰極２６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。陰極２６の平均厚さは、特に限定されないが、１００ｎｍ〜１００００ｎｍ程度であることが好ましく、２００ｎｍ〜５００ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００４８】
（正孔注入層）
正孔注入層３１は、陽極２４からの正孔注入効率を向上させる機能を有するものである。正孔注入層３１の材料（正孔注入材料）としては、特に限定されないが、例えば、銅フタロシアニンや、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−フェニル−３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、下記化１に示すＮ，Ｎ'−ビス−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ビフェニル−４−４’−ジアミン等があげられる。
【００４９】
【化１】
【００５０】
正孔注入層３１の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることがより好ましい。なお、正孔注入層３１を省略してもよい。
【００５１】
（正孔輸送層）
正孔輸送層３２は、陽極２４から正孔注入層３１を介して注入された正孔を赤色発光層３３まで輸送する機能を有している。正孔輸送層３２の材料としては、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができ、例えば、下記化２に示されるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）等のテトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物またはその誘導体（アミン系化合物）等があげられ、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。
【００５２】
【化２】
【００５３】
正孔輸送層３２の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることがより好ましい。なお、正孔輸送層３２は、省略することができる。
【００５４】
（赤色発光層）
赤色発光層３３は、赤色発光材料を含んで構成されている。赤色のように比較的長い波長の光を用いることにより、最低非占有分子軌道（ＨＯＭＯ）と最高占有分子軌道（ＬＵＭＯ）とのエネルギー準位差（バンドギャップ）が比較的小さい発光材料を用いることができる。このようにバンドギャップが比較的小さい発光材料は、正孔や電子を捕獲しやすく、発光し易い。したがって、陽極２４側に赤色発光層３３を設けることで、バンドギャップが大きく発光し難い青色発光層３５や緑色発光層３６を陰極２６側とし、各発光層をバランスよく発光させることができる。
【００５５】
また、赤色発光材料のようにバンドギャップの比較的小さな材料であると、赤色発光層３３中の電子、正孔の密度が少ない場合であっても、好適に発光することができる。赤色発光材料としては、特に限定されないが、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００５６】
赤色蛍光材料としては、赤色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、下記化３に示すテトラアリールジインデノペリレン誘導体等のペリレン誘導体、ユーロピウム錯体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ポルフィリン誘導体、ナイルレッド、２−（１，１−ジメチルエチル）−６−（２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ（ｉｊ）キノリジン−９−イル）エテニル）−４Ｈ−ピラン−４Ｈ−イリデン）プロパンジニトリル（ＤＣＪＴＢ）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）等があげられる。
【００５７】
【化３】
【００５８】
赤色燐光材料としては、赤色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体があげられ、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つがフェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものもあげられる。より具体的には、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトネート）（ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−１２Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金（ＩＩ）、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム、ビス（２−フェニルピリジン）イリジウム（アセチルアセトネート）等があげられる。
【００５９】
また、赤色発光層３３の材料としては、前述した赤色発光材料をゲスト材料とするホスト材料（第１のホスト材料）を用いてもよい。第１のホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを赤色発光材料に移動（フェルスター移動またはデクスター移動）させて、赤色発光材料を励起する機能を有する。したがって、例えば、第１のホスト材料にゲスト材料である赤色発光材料をドーパントとしてドープして用いることができる。
【００６０】
第１のホスト材料としては、用いる赤色発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、赤色発光材料が赤色蛍光材料を含む場合、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、ナフタセン誘導体、下記化４に示すようなアントラセン誘導体、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）等のアントラセン誘導体、ペリレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等のキノリノラト系金属錯体、トリフェニルアミンの４量体等のトリアリールアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、下記化５に示されるルブレン誘導体等のルブレンおよびその誘導体、シロール誘導体、ジカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾピラン誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等があげられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
また、赤色発光材料が赤色燐光材料を含む場合、第１のホスト材料としては、例えば、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニルカルバゾール、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体等があげられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６２】
【化４】
【００６３】
【化５】
【００６４】
赤色発光層３３に第１のホスト材料が含まる場合、赤色発光層３３中における赤色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％であるのがより好ましい。赤色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、青色発光層３５や緑色発光層３６の発光量とのバランスをとりつつ赤色発光層３３を発光させることができる。
【００６５】
また、赤色発光層３３の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度であることが好ましく、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度であることがより好ましい。これにより、有機ＥＬ素子８の各発光層をバランスよく発光させることができる。
【００６６】
（中間層）
中間層３４は、赤色発光層３３と青色発光層３５との層間にこれらに接するように設けられている。そして、中間層３４は、青色発光層３５から赤色発光層３３へ輸送される電子の量を調節する機能を有する。また、中間層３４は、赤色発光層３３から青色発光層３５へ輸送される正孔の量を調節する機能を有する。さらに、中間層３４は、赤色発光層３３と青色発光層３５との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する。この機能により、赤色発光層３３および青色発光層３５をそれぞれ効率よく発光させることができる。この結果、各発光層をバランスよく発光させることができ、有機ＥＬ素子８は所望の色、例えば白色で発光することができるものとなるとともに、有機ＥＬ素子８の発光効率および発光寿命の向上を図ることができる。
【００６７】
中間層３４の平均厚さは、例えば１ｎｍ〜６０ｎｍ程度である。このように比較的厚い中間層３４を設けることにより、陽極２４と陰極２６との間に微弱な電圧が印加された際に、有機ＥＬ素子８に電流が流れるのを防止する。このため、有機ＥＬ素子８の駆動が解除された際に、陽極２４および陰極２６の間に微弱な電圧が発生して有機ＥＬ素子８に電流が流れることにより生じる黒浮き現象が防止される。また、平均厚さが、前記上限値以下であることにより、中間層３４で輸送される電子および正孔の量が減少し、発光効率が低下することが防止される。
【００６８】
上記のような中間層３４を設けることにより、有機ＥＬ素子８は、優れた発光効率および発光バランスを維持しつつ、黒浮き現象が抑えられたものとなる。また、中間層３４は上記のように比較的厚いものであるため、耐久性に優れている。さらに、発光バランスに優れるため、特定の発光層に正孔および電子が集中して当該発光層が劣化するのを防止することができる。以上から、有機ＥＬ素子８全体としての発光寿命を長いものとすることができる。
【００６９】
これに対し、中間層３４の平均厚さが前記下限値未満だと、陽極２４と陰極２６との間に微弱な電圧が印加された際に、有機ＥＬ素子８に電流が流れ易くなり、黒浮き現象を抑制することができない。一方、中間層３４の平均厚さが前記上限値を超えると、有機ＥＬ素子８全体としての発光効率が急激に低下してしまう。中間層３４の平均厚さは、上述したような範囲内であればよいが、より顕著な効果を得るためには、１ｎｍ〜６０ｎｍであることが好ましく、３ｎｍ〜２０ｎｍであることがより好ましい。
【００７０】
中間層３４の材料としては、中間層３４が前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、正孔を輸送する機能を有する材料（正孔輸送材料）、電子を輸送する機能を有する材料（電子輸送材料）等を用いることができ、正孔輸送材料を用いることが好ましい。一般に、電子と比較して正孔は、移動度が遅いが、中間層３４が正孔輸送材料を含むことにより、正孔は円滑に中間層３４から青色発光層３５に受け渡され、各発光層がバランスよく発光し易いものとなり、有機ＥＬ素子８は、目的とする色、例えば白色で発光することができるとともに発光効率に優れたものとなる。
【００７１】
中間層３４に用いられる正孔輸送材料としては、中間層３４が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した正孔輸送材料のうちのアミン骨格を有するアミン系材料を用いることができるが、ベンジジン系アミン誘導体を用いるのが好ましい。特に、ベンジジン系アミン誘導体の中でも、中間層３４に用いられるアミン系材料としては、２つ以上の芳香環基を導入したものが好ましく、テトラアリールベンジジン誘導体がより好ましい。このようなベンジジン系アミン誘導体としては、例えば、前記化２に示されるＮ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）や、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラナフチル−ベンジジン（ＴＮＢ）等があげられる。
【００７２】
このようなアミン系材料は、一般に、正孔輸送性に優れている。したがって、赤色発光層３３から中間層３４を介して青色発光層３５へ正孔を円滑に受け渡すことができる。また、各発光層の中で最も発光しにくい青色発光層３５に正孔が十分に供給されるため、陽極２４と陰極２６との間に印加される電圧が変化した場合であっても各発光層の発光バランスが変化しにくいものとなる。
【００７３】
また、中間層３４の材料として、正孔輸送材料に加え、電子輸送材料を同時に含むことが好ましい。これにより、中間層３４は、電子輸送性および正孔輸送性を有する。すなわち、中間層３４は、バイポーラ性を有する。中間層３４がバイポーラ性を有すると、赤色発光層３３から中間層３４を介して青色発光層３５へ正孔を円滑に受け渡すとともに、青色発光層３５から中間層３４を介して赤色発光層３３へ電子を円滑に受け渡すことができる。その結果、赤色発光層３３および青色発光層３５にそれぞれ電子および正孔を効率的に注入して発光させることができる。
【００７４】
また、バイポーラ性を有することで、中間層３４はキャリア（電子、正孔）に対する耐性に優れている。このため、中間層３４中で電子と正孔が再結合して励起子が生成しても、中間層３４の劣化を防止または抑制することができる。これにより、中間層３４の励起子による劣化を防止または抑制し、その結果、有機ＥＬ素子８の耐久性（発光寿命）を優れたものとすることができる。
【００７５】
中間層３４に用いることができる電子輸送材料としては、中間層３４が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、アセン系材料を用いることができる。アセン系材料は、電子輸送性に優れるため、青色発光層３５から中間層３４を介して赤色発光層３３へ電子を円滑に受け渡すことができる。また、アセン系材料は励起子に対する耐性に優れているため、中間層３４の励起子による劣化を防止または抑制し、その結果、有機ＥＬ素子８の耐久性を優れたものとすることができる。
【００７６】
このようなアセン系材料としては、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ヘキサセン誘導体、ヘプタセン誘導体等があげられ、これらのうち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が、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体を用いるのが好ましく、アントラセン誘導体を用いることがより好ましい。アントラセン誘導体としては、例えば、前記化４に示されるアントラセン誘導体、下記化６に示される２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＴＢＡＤＮ）等があげられる。
【００７７】
【化６】
【００７８】
中間層３４に正孔輸送材料と電子輸送材料とが同時に含まれる場合、中間層３４中における正孔輸送材料の含有量は、特に限定されないが、５ｗｔ％〜９５ｗｔ％であることが好ましく、７ｗｔ％〜９０ｗｔ％であるのがより好ましく、１０ｗｔ％〜８５ｗｔ％であることがさらに好ましい。また、中間層３４中におけるアセン系材料の含有量は、特に限定されないが、１０ｗｔ％〜７０ｗｔ％であることが好ましく、１５ｗｔ％〜６０ｗｔ％であることがより好ましく、２０ｗｔ％〜５５ｗｔ％であることがさらに好ましい。
【００７９】
中間層３４における正孔輸送材料の含有量をＣＨ［ｗｔ％］、電子輸送材料の含有量をＣＥ［ｗｔ％］としたとき、０．５≦ＣＨ／ＣＥ≦２０の関係を満足することが好ましく、１．０≦ＣＨ／ＣＥ≦１０の関係を満足することがより好ましい。これにより、より確実に、キャリアや励起子に対する中間層３４の耐性を優れたものとしつつ、赤色発光層３３および青色発光層３５にそれぞれ電子および正孔を注入して発光させることができ、各発光層の発光バランスをより優れたものとすることができる。また、有機ＥＬ素子８に印加される電圧が変化した場合であっても各発光層の発光バランスがより変化しにくいものとなる。
【００８０】
（青色発光層）
青色発光層３５は、青色発光材料を含んで構成されている。青色のように比較的短い波長の光を用いることにより、バンドギャップが比較的大きい発光材料を用いることができる。このようにバンドギャップが比較的大きい発光材料は、バンドギャップが比較的小さい発光材料と比較して正孔や電子を捕獲しにくい。しかしながら、青色発光層３５がこのような位置に配置されることにより、正孔および電子が十分に青色発光層３５に供給され、青色発光層３５を十分に発光させることができる。
【００８１】
また、中間層３４と青色発光層３５との界面付近において電子と正孔とが再結合して生成した励起子のエネルギーが効率よく青色発光層３５の発光に用いられる。このため、各発光層は、バランスよく発光することができる。また、有機ＥＬ素子８に印加される電圧が微弱な場合や電圧が変化した場合であっても、各発光層の発光バランスが変化しにくいものとなる。青色発光材料としては、特に限定されず、各種青色蛍光材料、青色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００８２】
青色蛍光材料としては、青色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、下記化７で示されるジスチリルジアミン系化合物等のジスチリルアミン誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレンおよびペリレン誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、ポリ［（９．９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジヘキシルオキシフルオレン−２，７−ジイル）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−｛２−エトキシヘキシルオキシ｝フェニレン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（エチルニルベンゼン）］等があげられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００８３】
【化７】
【００８４】
青色燐光材料としては、青色の燐光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体があげられる。より具体的には、ビス［４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、トリス［２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム、ビス［２−（３，５−トリフルオロメチル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）があげられる。
【００８５】
また、青色発光層３５の材料としては、前述したような青色発光材料に加えて、この青色発光材料をゲスト材料とするホスト材料（第２のホスト材料）を用いてもよい。青色発光層３５に用いることのできる第２のホスト材料としては、前述した赤色発光層３３の第１のホスト材料と同様のホスト材料を用いることができる。
【００８６】
青色発光層３５が第２のホスト材料を含む場合、青色発光層３５中における青色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％であることが好ましく、１ｗｔ％〜１５ｗｔ％であることがより好ましい。青色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、赤色発光層３３や後述する緑色発光層３６の発光量とのバランスをとりつつ青色発光層３５を発光させることができる。
【００８７】
また、青色発光層３５の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度であることが好ましく、１２ｎｍ〜２０ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００８８】
（緑色発光層）
緑色発光層３６は、緑色発光材料を含んで構成されている。緑色発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００８９】
緑色蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、クマリン誘導体、下記化８に示すキナクリドン誘導体等のキナクリドンおよびその誘導体、９，１０−ビス［（９−エチル−３−カルバゾール）−ビニレニル］−アントラセン、ポリ（９，９−ジヘキシル−２，７−ビニレンフルオレニレン）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（１，４−ジフェニレン−ビニレン−２−メトキシ−５−｛２−エチルヘキシルオキシ｝ベンゼン）］、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−（２−エトキシルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン）］等があげられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００９０】
【化８】
【００９１】
緑色燐光材料としては、緑色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体があげられる。中でも、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つが、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものが好ましい。より具体的には、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）、ファク−トリス［５−フルオロ−２−（５−トリフルオロメチル−２−ピリジン）フェニル−Ｃ，Ｎ］イリジウムがあげられる。
【００９２】
また、緑色発光層３６はホスト材料（第３のホスト材料）を含んでいてもよい。緑色発光層３６の第３のホスト材料としては、前述した赤色発光層３３の第１のホスト材料と同様のホスト材料を用いることができる。
【００９３】
緑色発光層３６が第３のホスト材料を含む場合、緑色発光層３６中における緑色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％であることが好ましく、１ｗｔ％〜１５ｗｔ％であることがより好ましい。緑色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、赤色発光層３３や青色発光層３５の発光量とのバランスをとりつつ緑色発光層３６を発光させることができる。また、緑色発光層３６の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜２０ｎｍ程度であることが好ましく、８ｎｍ〜１５ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００９４】
（電子輸送層）
電子輸送層３７は、陰極２６から電子注入層３８を介して注入された電子を緑色発光層３６に輸送する機能を有するものである。電子輸送層３７は、ベース層３７ａと拡散層３７ｂとの２層で構成される。ベース層３７ａは緑色発光層３６に接する側に配置され、拡散層３７ｂは電子注入層３８に接する側に配置されている。
【００９５】
ベース層３７ａは、拡散層３７ｂよりも電子移動度が低い電子輸送材料で構成されることが好ましい。ベース層３７ａの材料（電子輸送材料）としては、例えば、下記化９に示すトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の８−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体等のキノリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等があげられ、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。
【００９６】
【化９】
【００９７】
ベース層３７ａの平均厚さは、特に限定されないが、０．５ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００９８】
拡散層３７ｂは、ベース層３７ａよりも電子移動度が高い電子輸送材料で構成されることが好ましい。拡散層３７ｂの材料（電子輸送材料）としては、例えば、下記化１０に示すオキサジアゾール誘導体（ｔＢｕ−ＰＢＤ）、下記化１１に示すシロール誘導体（ＥＴ４）等があげられ、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。拡散層３７ｂには、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散されている。
【００９９】
【化１０】
【０１００】
【化１１】
【０１０１】
拡散層３７ｂの平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜７０ｎｍ程度であることが好ましく、７ｎｍ〜６０ｎｍ程度であることがより好ましい。
【０１０２】
電子輸送層３７が電子注入層３８に接する側に拡散層３７ｂを有していることで、電子注入層３８に含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属が、拡散層３７ｂよりも電子移動度が低い電子輸送材料で構成されるベース層３７ａには拡散しにくくなる。このため、これらのアルカリ金属やアルカリ土類金属の、緑色発光層３６への拡散が抑えられる。これにより、緑色発光層３６を効率よく発光させることができるので、有機ＥＬ素子８の発光効率および発光寿命の向上を図ることができる。
【０１０３】
（電子注入層）
電子注入層３８は、陰極２６からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。この電子注入層３８の材料（電子注入材料）としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料があげられる。
【０１０４】
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等があげられ、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。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物（アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等）は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層３８を構成することにより、有機ＥＬ素子８は、高い輝度が得られるものとなる。
【０１０５】
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ2Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ、ＮａＯ等があげられる。アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅ等があげられる。アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等があげられる。アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＳｒＦ2、ＭｇＦ2、ＢｅＦ2等があげられる。
【０１０６】
また、無機半導体材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等があげられ、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。
【０１０７】
電子注入層３８の平均厚さは、特に限定されないが、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であることが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることがより好ましく、０．２ｎｍ〜５０ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
【０１０８】
なお、上述の有機ＥＬ素子８は、有機機能層３０に３層の発光層を有していたが、発光層が２層または４層以上であってもよい。発光層の発光色としては、上述のＲ、Ｇ、Ｂに限定されない。また、中間層３４は、発光層同士の少なくとも１つの層間に設けられていればよく、２層以上の中間層を有していてもよい。
【０１０９】
＜有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。図５は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示すフローチャートである。
【０１１０】
図５に示すように、有機ＥＬ装置の製造方法は、基板準備工程Ｓ１０と、有機ＥＬ素子形成工程Ｓ２０と、封止工程Ｓ４０と、加熱処理工程Ｓ５０とを有している。
【０１１１】
基板準備工程Ｓ１０では、基板１０上に駆動用ＴＦＴ１２と層間絶縁層２２と平坦化層２３とを公知の方法で形成し、素子基板２０を準備する。
【０１１２】
次に、有機ＥＬ素子形成工程Ｓ２０を行う。有機ＥＬ素子形成工程Ｓ２０は、陽極形成工程Ｓ２１と、正孔注入層形成工程Ｓ２２と、正孔輸送層形成工程Ｓ２３と、赤色発光層形成工程Ｓ２４と、中間層形成工程Ｓ２５と、青色発光層形成工程Ｓ２６と、緑色発光層形成工程Ｓ２７と、電子輸送層形成工程Ｓ２８と、電子注入層形成工程Ｓ２９と、陰極形成工程Ｓ３０と、を含んでいる。
【０１１３】
陽極形成工程Ｓ２１では、素子基板２０上に陽極２４を形成する。陽極２４は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着（ＣＶＤ）法、真空蒸着等の乾式メッキ法、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。
【０１１４】
続いて、正孔注入層形成工程Ｓ２２では、陽極２４上に正孔注入層３１を形成する。正孔注入層３１は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１１５】
また、正孔注入層３１は、例えば、正孔注入材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔注入層形成用材料を、陽極２４上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。正孔注入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、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることもできる。かかる塗布法を用いることにより、正孔注入層３１を比較的容易に形成することができる。正孔注入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、各種無機溶媒や、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。
【０１１６】
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２４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２４の上面に親液性を付与すること、陽極２４の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極２４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。
【０１１７】
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１００Ｗ〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０ｍＬ／ｍｉｎ〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極２４）の搬送速度０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、素子基板２０の温度７０℃〜９０℃程度とするのが好ましい。
【０１１８】
続いて、正孔輸送層形成工程Ｓ２３では、正孔注入層３１上に正孔輸送層３２を形成する。正孔輸送層３２は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。また、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、正孔注入層３１上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
【０１１９】
続いて、赤色発光層形成工程Ｓ２４では、正孔輸送層３２上に赤色発光層３３を形成する。赤色発光層３３は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１２０】
続いて、中間層形成工程Ｓ２５では、赤色発光層３３上に中間層３４を形成する。中間層３４は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１２１】
続いて、青色発光層形成工程Ｓ２６では、中間層３４上に青色発光層３５を形成する。青色発光層３５は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１２２】
続いて、緑色発光層形成工程Ｓ２７では、青色発光層３５上に緑色発光層３６を形成する。緑色発光層３６は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１２３】
続いて、電子輸送層形成工程Ｓ２８では、緑色発光層３６上にベース層３７ａと拡散層３７ｂとを積層して電子輸送層３７を形成する。電子輸送層３７は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。また、電子輸送層３７は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、緑色発光層３６上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
【０１２４】
続いて、電子注入層形成工程Ｓ２９では、電子輸送層３７上に電子注入層３８を形成する。電子注入層３８の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層３８は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機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。
【０１２５】
続いて、陰極形成工程Ｓ３０では、電子注入層３８上に陰極２６を形成する。陰極２６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。上記の有機ＥＬ素子形成工程Ｓ２０を経て、素子基板２０上に形成された有機ＥＬ素子８が得られる。
【０１２６】
次に、封止工程Ｓ４０では、まず、有機ＥＬ素子８（陰極２６）を覆うようにガスバリア層２８を形成する。ガスバリア層２８は、例えば、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。続いて、封止基板４０を素子基板２０に接合するとともに、封止基板４０とガスバリア層２８との間の空間を接着剤４１により充填する。封止基板４０は、カラーフィルター４２が設けられた面が有機ＥＬ素子８に対向するように配置される。これにより、有機ＥＬ装置１が得られる。
【０１２７】
次に、加熱処理工程Ｓ５０では、有機ＥＬ装置１（有機ＥＬ素子８）の加熱処理を行う。加熱処理の温度は、有機ＥＬ素子８の有機機能層３０を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度（Ｔｇ）のうち最も低い温度よりも高い温度とする。本実施形態の有機ＥＬ素子８では、有機機能層３０を構成する材料のうち最も低いＴｇは、例えば８０℃程度である。これに対して、加熱処理の温度は、例えば、１００℃〜１２０℃程度が好ましく、１２０℃程度がより好ましい。
【０１２８】
加熱処理工程Ｓ５０における加熱方法は、例えば、所定の温度に保たれた恒温恒湿槽内に有機ＥＬ装置１を放置する。加熱時間は、有機機能層３０の温度が上述の温度に到達するまでの時間とすることが好ましい。加熱処理工程Ｓ５０においては、加熱処理により有機機能層３０の温度が上述の温度に到達すればよく、上述の温度に到達した後にその温度で長時間維持することは有機機能層３０の特性を劣化させるおそれがあるため好ましくない。
【０１２９】
この加熱処理工程Ｓ５０を行うことで、後述する実施例に示すように、有機ＥＬ素子８の発光寿命および発光効率が向上する。これにより、従来よりも有機ＥＬ素子８の発光寿命および発光効率が向上した有機ＥＬ装置１を提供できる。
【０１３０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に対して、有機ＥＬ装置の構成は同じであり、有機ＥＬ装置の製造方法は同じ工程を備えているが、加熱処理工程Ｓ５０における加熱方法が異なっている。より具体的には、第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、加熱処理工程Ｓ５０において、レーザー光を照射をすることにより有機ＥＬ装置１の加熱処理を行う点が異なっている。
【０１３１】
第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法の加熱処理工程Ｓ５０における、加熱処理方法の一例を説明する。図６は、第２の実施形態に係る加熱処理方法を説明する図である。
【０１３２】
加熱処理工程Ｓ５０は、例えば、図６に示すチャンバー１００内で行われる。チャンバー１００は、例えば、アルミニウム等の金属や合金等から形成されており、内部空間を密閉可能に構成されている。チャンバー１００内は、真空ポンプ（図示しない）によって減圧される。チャンバー１００には、例えばガラス等からなる光導入用ウインドウ１０２が設けられている。チャンバー１００内には、加熱処理を行う有機ＥＬ装置１を載置するステージ１１０が配置されている。ステージ１１０は、有機ＥＬ装置１を載置した状態で、図６の矢印の方向に移動可能に構成されている。
【０１３３】
チャンバー１００の光導入用ウインドウ１０２の外側には、レーザー光源１２０が配置されている。レーザー光源１２０は、レーザー光Ｌを発生する。レーザー光源１２０により発生されたレーザー光Ｌは、光導入用ウインドウ１０２を介してステージ１１０に載置された有機ＥＬ装置１の表面に照射される。このレーザー光Ｌにより加熱処理が行われる。
【０１３４】
なお、ステージ１１０を移動させることで、有機ＥＬ装置１に対するレーザー光Ｌの面走査を行うことができる。光源１２０としては、特に限定はなく、被照射体である有機ＥＬ装置１上に形成された薄膜の種類に応じて、公知のレーザー光源から適宜選択することができる。
【０１３５】
有機ＥＬ装置１にレーザー光を照射して加熱処理を行うことで、第１の実施形態の恒温恒湿槽内に有機ＥＬ装置１を放置する方法に比べて、加熱処理を行うべき部分を集中的に加熱することができる。このため、有機機能層３０を、より短時間で所定の温度に上昇させるとともに、より短時間で室温に戻すことができる。また、この加熱処理により中間層３４や電子輸送層３７の拡散層３７ｂに拡散領域を形成できるので、拡散領域の形成のための加熱処理を別に行わなくてもよい。これにより、有機機能層３０を構成する材料が高温に晒される時間がより短くなるので、温度による有機ＥＬ素子８の特性の劣化を抑えることができる。
【０１３６】
したがって、第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法によれば、有機ＥＬ素子８の発光寿命および発光効率がさらに向上した有機ＥＬ装置１を提供できる。なお、第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、加熱処理工程Ｓ５０を封止工程Ｓ４０の前に行うようにしてもよい。
【０１３７】
＜電子機器＞
上述した有機ＥＬ装置１は、例えば、図７に示すように、電子機器としての携帯電話機５００に搭載して用いることができる。携帯電話機５００は、表示部５０２に有機ＥＬ装置１を備えている。この構成により、表示部５０２を有する携帯電話機５００は、より長寿命で明るい表示を行うことができる。
【０１３８】
また、電子機器は、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置の車載モニター等であってもよい。
【０１３９】
さらに、本発明の有機ＥＬ装置１は、表示デバイス以外のデバイス、例えば、プリンターヘッドの露光ヘッドの光源や照明装置として用いることもできる。
【実施例】
【０１４０】
次に、本発明の実施例について説明する。
【０１４１】
（実施例１）
＜１．有機ＥＬ素子の加熱処理温度と発光寿命との関係＞
まず、実施例１として、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１の構成を有する有機ＥＬ装置を、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法により製造した。実施例１の有機ＥＬ装置における有機機能層の具体的な構成は以下の通りである。
【０１４２】
正孔注入層３１は、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを材料として３０ｎｍの厚さで形成した。正孔輸送層３２は、α−ＮＰＤを材料として２０ｎｍの厚さで形成した。赤色発光層３３は、ホスト材料をルブレンとしドーパントをペリレン誘導体として５ｎｍの厚さで形成した。中間層３４は、α−ＮＰＤを材料として５ｎｍの厚さで形成した。青色発光層３５は、ホスト材料をＡＤＮ（出光興産株式会社製）としドーパントをＢＤ１４２（出光興産株式会社製）として１２ｎｍの厚さで形成した。緑色発光層３６は、ホスト材料をＡｌｑ３としドーパントをキナクリドンとして８ｎｍの厚さで形成した。電子輸送層３７は、ベース層３７ａをＡｌｑ３を材料として２０ｎｍの厚さで形成し、拡散層３７ｂをキナクリドンを材料として２０ｎｍの厚さで形成した。電子注入層３８は、ＬｉＦを材料として１ｎｍの厚さで形成した。
【０１４３】
続いて、上記実施例１の有機ＥＬ装置を異なる温度で加熱処理する実験を行った。図８は、実施例１の加熱処理温度の違いによる発光輝度の時間変化を比較したグラフである。詳しくは、実施例１の有機ＥＬ装置を、第１の実施形態に係る加熱処理工程Ｓ５０において、９５℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃の異なる温度で加熱処理を行った結果である。なお、加熱時間は、９５℃では１４時間、それ以外の温度では４時間とした。図８において、横軸は有機ＥＬ装置を４００ｍＡ／ｃｍ2で駆動したときときの発光時間であり、縦軸は初期時点の発光輝度を１としたときの発光輝度の比である。
【０１４４】
図８に示すように、実施例１の有機ＥＬ装置では、９５℃で加熱した場合を基準とすると、加熱処理温度が高いほど同じ発光輝度で発光する時間が長くなっている。この結果より、実施例１の有機ＥＬ装置１では、少なくとも１２０℃までの温度であれば、加熱処理温度が高いほど発光寿命が長くなっていることがわかる。
【０１４５】
図９は、従来の構成の有機ＥＬ装置における発光強度を示すグラフである。詳しくは、従来の構成の有機ＥＬ装置として、電子輸送層３７における拡散層３７ｂと、中間層３４とを有していない以外は実施例１の有機ＥＬ装置と同じ構成を有する有機ＥＬ装置を用いて、初期時点と、１１５℃、１２０℃の異なる温度で加熱処理を行った時点とにおける発光強度を比較した結果である。なお、加熱時間は、１１５℃、１２０℃とも４時間とした。図９において、横軸は発光波長であり、縦軸は発光強度である。
【０１４６】
図９に示すように、初期時点に対して、加熱温度が高い方が有機ＥＬ装置の発光強度が低下していること、つまり発光寿命が低下していることがわかる。１１５℃、１２０℃の温度は、有機機能層を構成する材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度であり、特許文献１における「加熱処理の際の温度は有機ＥＬ素子の有機材料のガラス転移温度以下が好ましい」との記載に対応する結果となっている。
【０１４７】
これに対して、図８に示す本実施例の加熱処理実験では、有機機能層を構成する材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱した方が発光寿命が長い、という従来の考え方とは相反する結果が得られた。このような従来の考え方とは相反する結果が得られたのは、拡散層３７ｂを含む電子輸送層３７と中間層とを有する有機機能層の構成が関与しているためと考えられる。そこで、有機機能層における電子輸送層の拡散層と中間層との厚さ等の構成を異ならせてさらに実験を行った。
【０１４８】
（実施例２）
＜２．電子輸送層における拡散層の厚さと発光寿命および発光効率との関係＞
次に、実施例２として、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを異ならせて有機ＥＬ装置を製造した。実施例２の有機ＥＬ装置における有機機能層の具体的な構成は以下の通りである。
【０１４９】
正孔注入層３１は、ＨＩ４０６（出光興産株式会社製）を材料として３０ｎｍの厚さで形成した。正孔輸送層３２は、α−ＮＰＤを材料として２０ｎｍの厚さで形成した。赤色発光層３３は、ホスト材料をＢＨ２１５（出光興産株式会社製）としドーパントをＲＤ００１（出光興産株式会社製）として５ｎｍの厚さで形成した。中間層３４は、α−ＮＰＤを材料として５ｎｍの厚さで形成した。青色発光層３５は、ホスト材料をＢＨ２１５（出光興産株式会社製）としドーパントをＢＤ１０２（出光興産株式会社製）として１２ｎｍの厚さで形成した。緑色発光層３６は、ホスト材料をＢＨ２１５（出光興産株式会社製）としドーパントをＧＤ２０６（出光興産株式会社製）として８ｎｍの厚さで形成した。電子輸送層３７のベース層３７ａはＡｌｑ３を材料として１０ｎｍの厚さで形成し、拡散層３７ｂはｔＢｕ−ＰＢＤを材料としてその厚さを異ならせて形成した。電子注入層３８は、ＬｉＦを材料として１ｎｍの厚さで形成した。
【０１５０】
さらに、実施例２では、有機ＥＬ装置の加熱処理を行う方法として、第２の実施形態に係る加熱処理工程Ｓ５０を適用した。より具体的には、レーザー光の照射により加熱処理を行い、加熱処理温度は１２０℃とした。また、比較例１として、実施例２と同じ構成の有機ＥＬ装置において電子輸送層３７の拡散層３７ｂを５ｎｍの厚さで形成したものを用いて、実施例２と同様にレーザー光の照射により１２０℃の温度で加熱処理を行った。
【０１５１】
（実施例２−１）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを７ｎｍとした。
【０１５２】
（実施例２−２）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを１０ｎｍとした。
【０１５３】
（実施例２−３）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを３０ｎｍとした。
【０１５４】
（実施例２−４）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを５０ｎｍとした。
【０１５５】
（実施例２−５）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを６０ｎｍとした。
【０１５６】
（実施例２−６）
上記実施例２の構成において、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを７０ｎｍとした。
【０１５７】
次に、実施例２の有機ＥＬ装置において、拡散層３７ｂの厚さの違いによる電流効率およびＬＴ８０を比較した。図１０は、実施例２の結果を示す図である。図１０において、電圧は、比較例１の有機ＥＬ装置における電圧を１としたときの実施例２の電圧の比を示す。電流効率は、比較例１における電流効率（ｃｄ／Ａ）を１としたときの実施例２の電流効率の比を示す。ＬＴ８０は、比較例１におけるＬＴ８０を１としたときの実施例２のＬＴ８０の比を示す。ここで、ＬＴ８０とは、有機ＥＬ装置を４００ｍＡ／ｃｍ2で駆動したときに、初期時点の発光輝度を１００％として発光輝度が８０％になるまでの時間（ｈｏｕｒ）のことである。
【０１５８】
図１０に示すように、実施例２−１、実施例２−２、および実施例２−３では、比較例１に対して、電圧は低く、電流効率およびＬＴ８０は高くなっている。次に、実施例２−４および実施例２−５では、比較例１に対して、電圧はやや高くなり、電流効率およびＬＴ８０は高くなっている。したがって、実施例２−１〜実施例２−５では、発光輝度と発光寿命とが比較例１よりも向上している。
【０１５９】
一方、実施例２−６では、比較例１に対して、電圧がより高くなっている。そして、ＬＴ８０は比較例１よりも高くなるものの、実施例２−１〜実施例２−５に比べて低くなっている。また、電流効率は低下しており、したがって、実施例２−６では発光輝度が比較例１よりも低下している。
【０１６０】
これらの結果より、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さが７ｎｍ〜６０ｎｍの範囲にあれば、有機ＥＬ装置の発光輝度と発光寿命とが向上すると考えられる。加熱処理を行うと、その熱により陰極部位での拡散が相互に起こり、電子輸送層３７が拡散層３７ｂを含む２層構造でない場合、電子注入層３８に含まれる例えばＬｉ等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属が、電子輸送層３７を超えて発光層界面まで拡散する。このことにより、有機ＥＬ装置の発光効率や発光寿命の低下が起こると考えられる。これに対して、電子輸送層３７を拡散層３７ｂを含む２層構造とし、拡散層３７ｂの厚さを初期特性が劣化しない範囲に設定することで、Ｌｉ等が発光層界面まで拡散することが抑えられ、これにより有機ＥＬ装置の発光輝度と発光寿命とが向上すると考えられる。
【０１６１】
次に、実施例２の拡散層の厚さが異なる構成において、加熱処理の温度を異ならせたときの発光寿命を比較した。図１１は、実施例２の加熱温度および拡散層の厚さと発光寿命との関係を示すグラフである。ここでは、比較例１（実施例１）および実施例２の構成の有機ＥＬ装置を用いて、レーザー光の照射により、９５℃、１０５℃、１２０℃、１３５℃の温度で加熱処理を行った。図１０において、横軸は電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さ（ｎｍ）であり、縦軸は１２０℃で加熱処理を行った比較例１のＬＴ８０（ｈｏｕｒ）を１としたときのＬＴ８０の比である。図１１における折れ線は、実施例１および実施例２の有機ＥＬ装置において、拡散層の厚さのそれぞれについて加熱温度が同じ温度のときのＬＴ８０（比）をプロットしたものである。
【０１６２】
図１１に示すように、ＬＴ８０は、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さに関わらず、加熱処理温度が１２０℃のときが最も長く、１０５℃、９５℃の順に短くなり、１３５℃のときが最も短くなっている。この結果からも、中間層３４と拡散層３７ｂとを有していれば、有機機能層３０を構成する材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理することで、発光寿命が向上することがわかる。したがって、このような加熱処理を行うことにより、従来よりも有機ＥＬ素子の発光寿命や発光効率が向上した有機ＥＬ装置を提供できると考えられる。
【０１６３】
また、この結果より、９５℃から少なくとも１２０℃までであれば加熱処理温度が高いほど発光寿命が向上するが、１３５℃まで加熱処理温度が高くなると発光寿命が低下する。したがって、加熱処理温度は１２０℃程度が好ましいと考えられる。加熱処理温度が１３５℃まで高くなると、有機機能層３０の特性の劣化が起きるものと推察される。
【０１６４】
次に、図１１において、加熱処理温度が同じで電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さを異ならせたときの発光寿命を比較すると、加熱処理温度が１０５℃および１２０℃では、拡散層３７ｂの厚さが５ｎｍの場合に比べて、７ｎｍ〜６０ｎｍの場合に発光寿命が向上している。また、加熱処理温度が９５℃および１３５℃では、拡散層３７ｂの厚さが５ｎｍの場合に比べて、１０ｎｍ〜６０ｎｍの場合に発光寿命が向上している。したがって、図１０および図１１に示す結果より、拡散層３７ｂの厚さは７ｎｍから６０ｎｍが好ましいと考えられる。
【０１６５】
（実施例３）
＜３．中間層の厚さと発光寿命および発光効率との関係＞
次に、実施例３として、中間層３４の厚さを異ならせて有機ＥＬ装置を製造した。実施例３の有機ＥＬ装置では、実施例２の有機ＥＬ装置に対して、中間層３４の厚さを異ならせている点と、電子輸送層３７における拡散層３７ｂをＥＴ４を材料として３０ｎｍ、６０ｎｍ、および７０ｎｍの厚さで形成した点が異なるが、その他の構成は同じである。また、実施例３では、比較例１および実施例２と同様に、レーザー光の照射により１２０℃の温度で加熱処理を行った。
【０１６６】
（実施例３−１）
中間層３４の厚さを３ｎｍとし、拡散層３７ｂの厚さを３０ｎｍとした。
【０１６７】
（実施例３−２）
中間層３４の厚さを１０ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１６８】
（実施例３−３）
中間層３４の厚さを１５ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１６９】
（実施例３−４）
中間層３４の厚さを２０ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７０】
（実施例３−５）
中間層３４の厚さを２５ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７１】
（実施例３−６）
中間層３４の厚さを３０ｎｍとし、それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７２】
（実施例３−７）
中間層３４の厚さを１５ｎｍとし、拡散層３７ｂの厚さを６０ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７３】
（実施例３−８）
中間層３４の厚さを１５ｎｍとし、拡散層３７ｂの厚さを７０ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７４】
また、比較例２として、以下の有機ＥＬ装置を製造した。
【０１７５】
（比較例２−１）
中間層３４を有していない構成とし、拡散層３７ｂの厚さを５ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７６】
（比較例２−２）
中間層３４を有していない構成とし、拡散層３７ｂの厚さを３０ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７７】
（比較例２−３）
中間層３４の厚さを１ｎｍとし、拡散層３７ｂの厚さを３０ｎｍとした。それ以外の構成は実施例３−１と同じとした。
【０１７８】
次に、実施例３の有機ＥＬ装置において、中間層３４の厚さの違いによる電流効率およびＬＴ８０を比較した。図１２は、実施例３の結果を示す図である。図１２において、電圧は、比較例２−１の有機ＥＬ装置における電圧を１としたときの実施例３の電圧の比を示す。電流効率は、比較例２−１における電流効率（ｃｄ／Ａ）を１としたときの実施例３の電流効率の比を示す。ＬＴ８０は、比較例２−１におけるＬＴ８０を１としたときの実施例３のＬＴ８０の比を示す。
【０１７９】
図１２に示すように、実施例３−１、実施例３−２、実施例３−３、および実施例３−４では、比較例２−１に対して、電圧は低く、電流効率およびＬＴ８０は高くなっている。また、実施例３−７では、比較例２−１に対して、電圧は高くなるが、電流効率およびＬＴ８０は高くなっている。したがって、これらの実施例の有機ＥＬ装置では、発光輝度と発光寿命とが比較例２−１の有機ＥＬ装置よりも向上している。
【０１８０】
しかしながら、実施例３−５では、比較例２−１に対して、ＬＴ８０は同じであるが、電圧は高くなり、電流効率は低下している。また、実施例３−６および実施例３−８では、比較例２−１に対して、電圧は高くなり、電流効率およびＬＴ８０は低下している。
【０１８１】
これらの結果より、中間層３４の厚さが３ｎｍ〜２０ｎｍの場合に電流効率および発光寿命が向上する。ただし、中間層３４の厚さが１５ｎｍであっても電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さが７０ｎｍであると、電流効率および発光寿命がともに低下する。
【０１８２】
また、比較例２−２では、比較例２−１に対して、電圧は高くなり、電流効率およびＬＴ８０は低下している。比較例２−３では、比較例２−１に対して、電圧は高くなり、電流効率は低下している。したがって、中間層３４を有していない場合、あるいは中間層３４の厚さが薄い場合は、拡散層３７ｂを好ましい厚さで形成しても電流効率および発光寿命は向上しないと考えられる。
【０１８３】
したがって、図１２に示す結果より、中間層３４の厚さは３ｎｍから２０ｎｍが好ましいと考えられる。また、図１２に示す結果からも、電子輸送層３７における拡散層３７ｂの厚さの上限は６０ｎｍが好ましいと考えられる。
【符号の説明】
【０１８４】
１…有機ＥＬ装置、８…有機ＥＬ素子、２０…基板としての素子基板、２４…陽極、２６…陰極、３０…有機機能層、３３…第１の発光層としての赤色発光層、３４…中間層、３５…第２の発光層としての青色発光層、３６…第３の発光層としての緑色発光層、３７…電子輸送層、３７ｂ…拡散層、５００…電子機器としての携帯電話機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられ陽極と有機機能層と陰極とが順に積層された有機ＥＬ素子と、を備え、
前記有機機能層は、前記陽極上に順に配置された、
正孔輸送層と、
第１の色に発光する第１の発光層と、
電子および正孔の流れを調整する中間層と、
前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層と、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層を含む電子輸送層と、を少なくとも含み、
前記有機ＥＬ素子は、前記有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
基板上に、陽極と有機機能層と陰極とを順に積層して有機ＥＬ素子を形成する工程と、
前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程と、を有し、
前記有機ＥＬ素子を形成する工程は、前記有機機能層として、
正孔輸送層と、
第１の色に発光する第１の発光層と、
電子および正孔の流れを調整する中間層と、
前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層と、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層を含む電子輸送層と、を少なくとも形成する工程を含み、
前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程では、前記有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程では、前記有機ＥＬ素子にレーザー光を照射することにより前記加熱処理を行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の有機ＥＬ装置、または、請求項２または３に記載の有機ＥＬ装置の製造方法を用いて製造された有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられ陽極と有機機能層と陰極とが順に積層された有機ＥＬ素子と、を備え、
前記有機機能層は、前記陽極上に順に配置された、
正孔輸送層と、
第１の色に発光する第１の発光層と、
電子および正孔の流れを調整する中間層と、
前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層と、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層を含む電子輸送層と、を少なくとも含み、
前記有機ＥＬ素子は、前記有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
基板上に、陽極と有機機能層と陰極とを順に積層して有機ＥＬ素子を形成する工程と、
前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程と、を有し、
前記有機ＥＬ素子を形成する工程は、前記有機機能層として、
正孔輸送層と、
第１の色に発光する第１の発光層と、
電子および正孔の流れを調整する中間層と、
前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層と、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属が拡散された拡散層を含む電子輸送層と、を少なくとも形成する工程を含み、
前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程では、前記有機機能層を構成するそれぞれの材料のガラス転移温度のうち最も低い温度よりも高い温度で加熱処理することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記有機ＥＬ素子を加熱処理する工程では、前記有機ＥＬ素子にレーザー光を照射することにより前記加熱処理を行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の有機ＥＬ装置、または、請求項２または３に記載の有機ＥＬ装置の製造方法を用いて製造された有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−６５８００（Ｐ２０１１−６５８００Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１４１５０（Ｐ２００９−２１４１５０）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【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２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【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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