JP3877692B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）は、新しい自己発光型素子として期待されている。このような有機ＥＬ素子は、ホール注入電極と電子注入電極との間にキャリア輸送層（電子輸送層またはホール輸送層）および発光層が形成された積層構造を有している。
【０００３】
ホール注入電極としては、金またはＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）のような仕事関数の大きな電極材料が用いられ、電子注入電極としては、Ｍｇ（マグネシウム）またはＬｉ（リチウム）のような仕事関数の小さな電極材料が用いられる。
【０００４】
また、ホール輸送層、発光層および電子輸送層には有機材料が用いられる。ホール輸送層にはｐ型半導体の性質を有する材料が用いられ、電子輸送層にはｎ型半導体の性質を有する材料が用いられる。発光層も、電子輸送性またはホール輸送性のようなキャリア輸送性を有するとともに、蛍光または燐光を発する有機材料により構成される。
【０００５】
なお、用いる有機材料によって、ホール輸送層、電子輸送層および発光層の各機能層が複数の層により構成されたり、または省略されたりする。
【０００６】
このような有機ＥＬ素子の動作安定性を向上させるために、ホール注入電極とホール輸送層との間にＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）層を挿入することが提案されている。しかしながら、ホール注入電極とホール輸送層との間にＣｕＰｃ層を挿入すると、初期駆動電圧が上昇するという問題が生じる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５０１７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
また、有機ＥＬ素子においては、材料にも依存するが、外部から紫外線が照射されると有機ＥＬ素子が劣化する現象がある。以下、この現象を光劣化と呼ぶ。この光劣化により有機ＥＬ素子の発光輝度の低下が生じる。そのため、有機ＥＬ素子の輝度を一定に維持させるために経時的に駆動電圧を上昇させる必要性が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、光劣化を防止するとともに初期駆動電圧を低減することができる有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、ホール注入電極、ホール注入層、発光層および電子注入電極をこの順に備え、前記ホール注入層は、第１のホール注入層および第２のホール注入層を有し、前記第１のホール注入層は前記ホール注入電極上に設けられ、紫外線を吸収する物性を有し、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン化合物、アミン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリチオフェン系化合物およびポリピロール系化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含み、前記第２のホール注入層は前記第１のホール注入層上にプラズマＣＶＤ法により形成されたフッ化炭素からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子においては、第１のホール素子により紫外線が吸収されるとともに、第２のホール注入層によりホール注入が促進される。したがって、紫外線による有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化が防止されるとともに初期駆動電圧も低減することができる。また、輝度を維持するための経時的な駆動電圧の上昇が不要となる。
【００１２】
第１のホール注入層は、波長が３８０ｎｍより短い紫外線を１０％以上吸収することが好ましい。この場合、第１のホール注入層により紫外線を確実に吸収することができる。その結果、有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化を防止することができる。
【００１３】
第１のホール注入層は、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン化合物、アミン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリチオフェン系化合物およびポリピロール系化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物により形成されてもよい。それにより、紫外線を吸収することができる。
【００１５】
第１のホール注入層は、銅フタロシアニンにより形成されてもよい。この場合、第１のホール注入層により効率よく紫外線を吸収することができる。
【００１６】
第１のホール注入層の膜厚は、５ｎｍ以上であることが好ましい。第１のホール注入層の膜厚は、１５ｎｍ以下であることが好ましい。それにより、紫外線による有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化が防止される。
【００１７】
第２のホール注入層の膜厚は、０．５ｎｍ以上であることが好ましい。第２のホール注入層の膜厚は、３ｎｍ以下であることが好ましい。それにより、初期駆動電圧も低減することができる。
【００１８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、ホール注入電極上にホール注入層を形成する工程と、前記ホール注入層上に発光層及び電子注入電極を順に形成する工程とを備え、前記ホール注入層を形成する工程は、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン化合物、アミン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリチオフェン系化合物およびポリピロール系化合物からからなる群より選択される少なくとも１種の化合物により、前記ホール注入電極上に形成され、紫外線を吸収する物性を有する第１のホール注入層を形成する工程と、前記第１のホール注入層上にフッ化炭素からなる第２のホール注入層をプラズマＣＶＤ法により形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、ホール注入電極上にホール注入層が形成され、ホール注入層上に発光層および電子注入電極が順に形成される。ホール注入層は、紫外線を吸収する物性を有する第１のホール注入層と、ホール注入を促進する物性を有する第２のホール注入層とを含む。したがって、紫外線による有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化が防止されるとともに初期駆動電圧も低減することができる。また、輝度を維持するための経時的な駆動電圧の上昇が不要となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態における４層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）の構造を示す模式図である。
【００２１】
図１に示すように、有機ＥＬ素子１００においては、ガラス基板１上に透明電極膜からなるホール注入電極（陽極）２が形成されている。ホール注入電極（陽極）２上には、有機材料からなるホール注入層（以下、第１のホール注入層と呼ぶ。）３ａ、プラズマＣＶＤ法（プラズマ化学的気相成長法）により形成されたホール注入層（以下、第２のホール注入層と呼ぶ。）３ｂ、有機材料からなるホール輸送層４および発光層５が順に形成されている。また、発光層５上には、電子注入電極（陰極）６が形成されている。
【００２２】
ホール注入電極（陽極）２は、例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる。第１のホール注入層３ａは、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）からなる。このＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａは、紫外線を吸収する機能を有する。
【００２３】
図２は、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの紫外線の吸光度を示す図である。図２の縦軸は吸光度（％）を示し、横軸は波長（ｎｍ）を示す。図２において、ＣｕＰｃの膜厚は１０ｎｍである。
【００２４】
図２の点線で示すように、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａは、波長が約３８０ｎｍより短い紫外線を約１０％以上吸光する性質を有する。その結果、ＣｕＰｃの働きにより有機ＥＬ素子の光劣化の原因となる紫外線が第２のホール注入層３ｂ，ホール輸送層４および発光層５に入射することを阻止することができる。
【００２５】
第２のホール注入層３ｂは、ＣＦｘ（フッ化炭素）からなる。ホール輸送層４は、例えば下記式（１）で表される分子構造を有するN,N'-ジ（ナフタレン-1-イル）-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di（naphthalen-1-yl）-N,N'-diphenyl-benzidine：以下、ＮＰＢと称する）からなる。
【００２６】
【化１】
【００２７】
発光層５は、例えば、ホスト材料として下記式（２）で表される分子構造を有するトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム（Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum：以下、Ａｌｑと称する）を含み、ドーパントとして下記式（３）で表される分子構造を有するtert-ブチル置換ジナフチルアントラセン（以下、化合物Ａと称する）および下記式（４）で表される3,4-ジフルオロ-N,N'-ジメチル-キナクリドン（3,4-Difuluoro-N,N'-Dimethyl-quinacridone：以下、化合物Ｂと称する）を含む。
【００２８】
【化２】
【００２９】
【化３】
【００３０】
【化４】
【００３１】
電子注入電極（陰極）６は、例えばＭｇＩｎ合金（マグネシウムインジウム合金：比率１０：１）の積層構造を有する。
【００３２】
上記の有機ＥＬ素子１００においては、ホール注入電極（陽極）２と電子注入電極（陰極）６との間に電圧を印加することにより、発光層５が緑色発光する。発光層５により発生された緑色発光のうち、波長が３８０ｎｍよりも長い可視光の大部分は、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａを透過して、ガラス基板１の裏面から出射される。一方、波長が３８０ｎｍよりも短い紫外線の大部分は、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａにより吸収される。
【００３３】
また、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂは、ホール輸送層４および発光層５へのホール注入を促進する働きがあり、初期駆動電圧を低減させる機能を有する。
【００３４】
本実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００では、ホール注入電極（陽極）２とホール輸送層４との間にＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａおよびＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂを形成することにより、光劣化を防止するとともに初期駆動電圧を低減することが可能となる。また、光劣化による輝度低下を補うための経時的な駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００３５】
なお、本発明に係る有機ＥＬ素子の構造は、上記の構造に限定されず、種々の構造を用いることができる。例えば、発光層５と電子注入電極（陰極）６との間にさらに電子注入層または電子輸送層を設けてもよい。
【００３６】
発光層５の材料としては種々の公知の高分子材料を用いることができる。その場合には、ホール輸送層４が設けられなくてもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態では、第１のホール注入層３ａの材料としてＣｕＰｃが用いられているが、これに限定されず、膜厚が１０ｎｍの場合に波長が３８０ｎｍよりも短い光を１０％以上吸収する機能を持つものであれば、フタロシアニン系、ポリフィリン化合物、アミン系材料、ポリアニリン系材料、ポリチオフェン系材料およびポリピロール系材料からなる群より選択された材料を用いることが好ましい。
【００３８】
また、第２のホール注入層３ｂの材料としてＣＦｘが用いられているが、これに限定されず、ホール注入を促進し初期駆動電圧が低減する材料であればＣＦｘのような無機薄膜以外でも、フタロシアニン系、ポリフィリン化合物、アミン系材料、ポリアニリン系材料、ポリチオフェン系材料およびポリピロール系材料からなる群より選択された材料を用いることが好ましい。
【００３９】
また、第２のホール注入層３ｂの材料としてＣＦｘが用いられているが、これに限定されず、Ｃ系、Ｓｉ系、ＳｉＣ系、ＣｄＳ系等の非結晶性または結晶性の無機材料を用いてもよい。また、第２のホール注入層３ｂの材料としてＣ系ハロゲン化物またはＳｉ系ハロゲン化物を用いてもよい。さらに、第２のホール注入層３ｂの材料としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＴｍおよびＹｂからなる群より選択された希土類元素を含む希土類フッ化物、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｕからなる群より選択された遷移金属を含む遷移金属フッ化物等を用いてもよい。
【００４０】
さらに、上記実施の形態では、ホール注入電極（陽極）２、第１のホール注入層３ａ、第２のホール注入層３ｂおよびホール輸送層４の順で形成されているが、ホール注入電極（陽極）２、第２のホール注入層３ｂ、第１のホール注入層３ａおよびホール輸送層４の順で形成されてもよい。
【００４１】
また、上記の緑色発光する有機ＥＬ素子１００を橙色または赤色発光する有機ＥＬ素子および青色発光する有機ＥＬ素子と組み合わせて用いてもよい。この場合、橙色または赤色発光する有機ＥＬ素子を赤色に発光する画素（Ｒ画素）として用い、緑色発光する有機ＥＬ素子を緑色に発光する画素（Ｇ画素）として用い、青色発光する有機ＥＬ素子を青色に発光する画素（Ｂ画素）として用いることにより、光の３原色の表示（ＲＧＢ表示）が可能となり、フルカラー表示が実現する。
【００４２】
また、発光層５は、異なる発光色を発生する２つの発光層の積層構造を有してもよい。例えば、２つの発光層のうち一方に橙色または赤色発光を得ることが可能な発光ドーパントを添加し、他方に青色発光を得ることが可能な発光ドーパントを添加することにより、白色発光する白色発光素子を得ることができる。この場合、白色発光素子に赤色、緑色および青色のフィルタを組み合わせることにより光の３原色の表示（ＲＧＢ表示）が可能となり、フルカラー表示が実現する。
【００４３】
この場合、紫外線が特に青色フィルタを通して有機ＥＬ素子に照射される可能性がある。しかし、上記の有機ＥＬ素子１００の働きにより、紫外線による光劣化を防止することができるので、有機ＥＬ素子の輝度低下を抑制することができる。その結果、赤色、緑色および青色のホワイトバランスを維持することができる。
【００４４】
さらに、上記の実施の形態では、発光層５において発生された光が、ガラス基板１を介して外部に取り出されるバックエミッション構造の有機ＥＬ素子１００について説明したが、これに限定されず、電子注入電極（陰極）６を透明電極または半透明電極とすることにより、発光層５において発生された光を電子注入電極（陰極）６を介して上部から取り出すトップエミッション構造としてもよい。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例１および比較例１，２の有機ＥＬ素子を作製し、これらの素子の初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇を測定した。
【００４６】
（実施例１）
実施例１においては、次の方法で有機ＥＬ素子を作製した。ガラス基板１上にインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなるホール注入電極（陽極）２を形成し、そのホール注入電極（陽極）２が形成されたガラス基板１を中性洗剤を用いて洗浄し、アセトンに浸漬して１０分間超音波洗浄を行い、続いてエタノールに浸漬して１０分間の超音波洗浄を行った後、オゾンクリーナにてガラス基板１の表面の洗浄を行った。その後、ホール注入電極（陽極）２上にＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａを真空蒸着法により形成した。このＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａは、上述したように波長が３８０ｎｍより短い紫外線を吸収する性質を有する。
【００４７】
続いて、第１のホール注入層３ａ上にＣＨＦ3 ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によりＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂを形成した。このＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂは、ホール注入を促進する働きがあり、初期駆動電圧を低減させる機能を有する。
【００４８】
ここで、実施例１における第１の注入層３ａの膜厚は１０ｎｍであり、第２の注入層３ｂの膜厚は０．５ｎｍである。
【００４９】
さらに、第２のホール注入層３ｂ上に膜厚５０ｎｍのＮＰＢからなるホール輸送層４を真空蒸着法により形成した。また、ホール輸送層４上に膜厚３５ｎｍの発光層５を真空蒸着法により形成した。発光層５は、ホスト材料としてＡｌｑを含み、ドーパントとして上記化合物Ａを２０重量％および上記化合物Ｂを０．７重量％含む。
【００５０】
さらに、発光層５上に膜厚２００ｎｍのＭｇＩｎ合金からなる電子注入電極（陰極）６を真空蒸着法により形成した。これらの真空蒸着は、いずれも真空度１×１０-6Ｔｏｒｒの雰囲気中において基板温度制御を行わずに実施した。このようにして、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。
【００５１】
（比較例１）
比較例１においては、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂを形成しない点を除いて実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。ここで、比較例１における第１のホール注入層３ａの膜厚は、１０ｎｍである。
【００５２】
（比較例２）
比較例２においては、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａを形成しない点を除いて実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。ここで、比較例２における第２のホール注入層３ｂの膜厚は、０．５ｎｍである。
【００５３】
（評価１）
実施例１および比較例１，２の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定結果を表１に示す。なお、電流密度が２０ｍＡ／ｃｍ2 となるように駆動電圧を調整し、初期駆動電圧および光照射後の駆動電圧を測定した。光照射条件としては、エアマス（ＡｉｒＭａｓｓ：以下、ＡＭと呼ぶ。）１．５における１００ｍＷ／ｃｍ2の光を３０時間照射した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１において、実施例１および比較例２の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧は、比較例１の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧と比較して低減されている。また、実施例１および比較例１の有機ＥＬ素子の光照射後の電圧上昇は、比較例２の有機ＥＬ素子の光照射後の電圧上昇と比較して低減されている。
【００５６】
したがって、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａのみを有する比較例１の有機ＥＬ素子では、初期駆動電圧の低減を実現することができず、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂのみを有する比較例２の有機ＥＬ素子では、光照射後の電圧上昇の低減を実現することができない。
【００５７】
これに対して、第１のホール注入層３ａおよび第２のホール注入層３ｂを有する実施例１の有機ＥＬ素子では、初期駆動電圧の低減および光照射後の電圧上昇の低減を実現することができた。
【００５８】
（実施例２〜８）
以下、実施例２〜８では、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚を０ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、１７ｎｍおよび２０ｎｍの７通りに変化させて有機ＥＬ素子を作製した。なお、実施例２〜８の有機ＥＬ素子は、第１のホール注入層３ａの膜厚を除いて、実施例１の有機ＥＬ素子と同じ条件および方法を用いて作製した。
【００５９】
実施例２〜８の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定結果を表２に示す。また、図３は実施例２〜８の有機ＥＬ素子のＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚と初期駆動電圧との関係を示す図であり、図４は実施例２〜８の有機ＥＬ素子のＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚と光照射後の電圧上昇との関係を示す図である。
【００６０】
なお、初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定条件は、実施例および比較例１，２と同様である。
【００６１】
図３の縦軸は初期駆動電圧を示し、横軸は第１のホール注入層３ａの膜厚を示す。図４の縦軸は光照射後の電圧上昇を示し、横軸は第１のホール注入層３ａの膜厚を示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
表２および図３に示すように、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が３ｎｍ以上の場合に初期駆動電圧が低減され、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が５ｎｍ以上の場合に初期駆動電圧がより低減される。
【００６４】
また、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が２０ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧が低減され、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が１７ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧がより低減され、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が１５ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧がさらに低減される。
【００６５】
さらに、表２および図４に示すように、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が３ｎｍ以上の場合に光照射後の電圧上昇が低減され、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が５ｎｍ以上の場合に光照射後の電圧上昇がより低減される。
【００６６】
以上のことから、初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の低減を実現するためには、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲が好ましく、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が５ｎｍ以上１７ｎｍ以下の範囲がより好ましく、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲がさらに好ましい。
【００６７】
（実施例９〜１６）
以下、実施例９〜１６では、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚を０ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、８ｎｍおよび１０ｎｍの８通りに変化させて作製した。なお、実施例９〜１６の有機ＥＬ素子は、第２のホール注入層３ｂの膜厚を除いて、実施例１の有機ＥＬ素子と同じ条件および方法を用いて作製した。
【００６８】
実施例９〜１６の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定結果を表３に示す。また、図５は実施例９〜１６の有機ＥＬ素子のＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚と初期駆動電圧との関係を示す図であり、図６は実施例９〜１６の有機ＥＬ素子のＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚と光照射後の電圧上昇との関係を示す図である。
【００６９】
なお、初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定条件は、実施例１および比較例１，２と同様である。
【００７０】
図５の縦軸は初期駆動電圧を示し、横軸は第２のホール注入層３ｂの膜厚を示す。図６の縦軸は光照射後の電圧上昇を示し、横軸は第２のホール注入層３ｂの膜厚を示す。
【００７１】
【表３】
【００７２】
表３および図５に示すように、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０．５ｎｍ以上の場合に初期駆動電圧が低減される。また、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が８ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧が低減され、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が５ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧がより低減され、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が３ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧がさらに低減される。
【００７３】
また、表３および図６に示すように、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲で光照射後の電圧上昇が十分に低減されている。
【００７４】
以上のことから、初期駆動電圧と光照射後の電圧上昇との両者の低減を実現するためには、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０．５ｎｍ以上８ｎｍ以下であることが好ましく、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であることがより好ましく、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００７５】
このように、初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇を効率よく低減することにより、有機ＥＬ素子の駆動電圧を総合的に低減することが可能となった。すなわち、初期駆動電圧を低下することができるとともに、光劣化による輝度低下を補うための駆動電圧の増加が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における４層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子の構造を示す模式図である。
【図２】 ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層の紫外線の吸光度を示す図である。
【図３】 実施例２〜８の有機ＥＬ素子のＣｕＰｃからなる第１のホール注入層の膜厚と初期駆動電圧との関係を示す図である。
【図４】 実施例２〜８の有機ＥＬ素子のＣｕＰｃからなる第１のホール注入層の膜厚と光照射後の電圧上昇との関係を示す図である。
【図５】 実施例９〜１６の有機ＥＬ素子のＣＦｘからなる第２のホール注入層の膜厚と初期駆動電圧との関係を示す図である。
【図６】 実施例９〜１６の有機ＥＬ素子のＣＦｘからなる第２のホール注入層の膜厚と光照射後の電圧上昇との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ ホール注入電極（陽極）
３ａ 第１のホール注入層
３ｂ 第２のホール注入層
４ ホール輸送層
５ 発光層
６ 電子注入電極（陰極）
１００ 有機ＥＬ素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）は、新しい自己発光型素子として期待されている。このような有機ＥＬ素子は、ホール注入電極と電子注入電極との間にキャリア輸送層（電子輸送層またはホール輸送層）および発光層が形成された積層構造を有している。
【０００３】
ホール注入電極としては、金またはＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）のような仕事関数の大きな電極材料が用いられ、電子注入電極としては、Ｍｇ（マグネシウム）またはＬｉ（リチウム）のような仕事関数の小さな電極材料が用いられる。
【０００４】
また、ホール輸送層、発光層および電子輸送層には有機材料が用いられる。ホール輸送層にはｐ型半導体の性質を有する材料が用いられ、電子輸送層にはｎ型半導体の性質を有する材料が用いられる。発光層も、電子輸送性またはホール輸送性のようなキャリア輸送性を有するとともに、蛍光または燐光を発する有機材料により構成される。
【０００５】
なお、用いる有機材料によって、ホール輸送層、電子輸送層および発光層の各機能層が複数の層により構成されたり、または省略されたりする。
【０００６】
このような有機ＥＬ素子の動作安定性を向上させるために、ホール注入電極とホール輸送層との間にＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）層を挿入することが提案されている。しかしながら、ホール注入電極とホール輸送層との間にＣｕＰｃ層を挿入すると、初期駆動電圧が上昇するという問題が生じる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５０１７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
また、有機ＥＬ素子においては、材料にも依存するが、外部から紫外線が照射されると有機ＥＬ素子が劣化する現象がある。以下、この現象を光劣化と呼ぶ。この光劣化により有機ＥＬ素子の発光輝度の低下が生じる。そのため、有機ＥＬ素子の輝度を一定に維持させるために経時的に駆動電圧を上昇させる必要性が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、光劣化を防止するとともに初期駆動電圧を低減することができる有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、ホール注入電極、ホール注入層、発光層および電子注入電極をこの順に備え、前記ホール注入層は、第１のホール注入層および第２のホール注入層を有し、前記第１のホール注入層は前記ホール注入電極上に設けられ、紫外線を吸収する物性を有し、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン化合物、アミン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリチオフェン系化合物およびポリピロール系化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含み、前記第２のホール注入層は前記第１のホール注入層上にプラズマＣＶＤ法により形成されたフッ化炭素からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子においては、第１のホール素子により紫外線が吸収されるとともに、第２のホール注入層によりホール注入が促進される。したがって、紫外線による有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化が防止されるとともに初期駆動電圧も低減することができる。また、輝度を維持するための経時的な駆動電圧の上昇が不要となる。
【００１２】
第１のホール注入層は、波長が３８０ｎｍより短い紫外線を１０％以上吸収することが好ましい。この場合、第１のホール注入層により紫外線を確実に吸収することができる。その結果、有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化を防止することができる。
【００１３】
第１のホール注入層は、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン化合物、アミン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリチオフェン系化合物およびポリピロール系化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物により形成されてもよい。それにより、紫外線を吸収することができる。
【００１５】
第１のホール注入層は、銅フタロシアニンにより形成されてもよい。この場合、第１のホール注入層により効率よく紫外線を吸収することができる。
【００１６】
第１のホール注入層の膜厚は、５ｎｍ以上であることが好ましい。第１のホール注入層の膜厚は、１５ｎｍ以下であることが好ましい。それにより、紫外線による有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化が防止される。
【００１７】
第２のホール注入層の膜厚は、０．５ｎｍ以上であることが好ましい。第２のホール注入層の膜厚は、３ｎｍ以下であることが好ましい。それにより、初期駆動電圧も低減することができる。
【００１８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、ホール注入電極上にホール注入層を形成する工程と、前記ホール注入層上に発光層及び電子注入電極を順に形成する工程とを備え、前記ホール注入層を形成する工程は、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン化合物、アミン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリチオフェン系化合物およびポリピロール系化合物からからなる群より選択される少なくとも１種の化合物により、前記ホール注入電極上に形成され、紫外線を吸収する物性を有する第１のホール注入層を形成する工程と、前記第１のホール注入層上にフッ化炭素からなる第２のホール注入層をプラズマＣＶＤ法により形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、ホール注入電極上にホール注入層が形成され、ホール注入層上に発光層および電子注入電極が順に形成される。ホール注入層は、紫外線を吸収する物性を有する第１のホール注入層と、ホール注入を促進する物性を有する第２のホール注入層とを含む。したがって、紫外線による有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化が防止されるとともに初期駆動電圧も低減することができる。また、輝度を維持するための経時的な駆動電圧の上昇が不要となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態における４層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）の構造を示す模式図である。
【００２１】
図１に示すように、有機ＥＬ素子１００においては、ガラス基板１上に透明電極膜からなるホール注入電極（陽極）２が形成されている。ホール注入電極（陽極）２上には、有機材料からなるホール注入層（以下、第１のホール注入層と呼ぶ。）３ａ、プラズマＣＶＤ法（プラズマ化学的気相成長法）により形成されたホール注入層（以下、第２のホール注入層と呼ぶ。）３ｂ、有機材料からなるホール輸送層４および発光層５が順に形成されている。また、発光層５上には、電子注入電極（陰極）６が形成されている。
【００２２】
ホール注入電極（陽極）２は、例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる。第１のホール注入層３ａは、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）からなる。このＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａは、紫外線を吸収する機能を有する。
【００２３】
図２は、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの紫外線の吸光度を示す図である。図２の縦軸は吸光度（％）を示し、横軸は波長（ｎｍ）を示す。図２において、ＣｕＰｃの膜厚は１０ｎｍである。
【００２４】
図２の点線で示すように、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａは、波長が約３８０ｎｍより短い紫外線を約１０％以上吸光する性質を有する。その結果、ＣｕＰｃの働きにより有機ＥＬ素子の光劣化の原因となる紫外線が第２のホール注入層３ｂ，ホール輸送層４および発光層５に入射することを阻止することができる。
【００２５】
第２のホール注入層３ｂは、ＣＦｘ（フッ化炭素）からなる。ホール輸送層４は、例えば下記式（１）で表される分子構造を有するN,N'-ジ（ナフタレン-1-イル）-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di（naphthalen-1-yl）-N,N'-diphenyl-benzidine：以下、ＮＰＢと称する）からなる。
【００２６】
【化１】
発光層５は、例えば、ホスト材料として下記式（２）で表される分子構造を有するトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム（Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum：以下、Ａｌｑと称する）を含み、ドーパントとして下記式（３）で表される分子構造を有するtert-ブチル置換ジナフチルアントラセン（以下、化合物Ａと称する）および下記式（４）で表される3,4-ジフルオロ-N,N'-ジメチル-キナクリドン（3,4-Difuluoro-N,N'-Dimethyl-quinacridone：以下、化合物Ｂと称する）を含む。
【００２８】
【化２】
【化３】
【化４】
電子注入電極（陰極）６は、例えばＭｇＩｎ合金（マグネシウムインジウム合金：比率１０：１）の積層構造を有する。
【００３２】
上記の有機ＥＬ素子１００においては、ホール注入電極（陽極）２と電子注入電極（陰極）６との間に電圧を印加することにより、発光層５が緑色発光する。発光層５により発生された緑色発光のうち、波長が３８０ｎｍよりも長い可視光の大部分は、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａを透過して、ガラス基板１の裏面から出射される。一方、波長が３８０ｎｍよりも短い紫外線の大部分は、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａにより吸収される。
【００３３】
また、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂは、ホール輸送層４および発光層５へのホール注入を促進する働きがあり、初期駆動電圧を低減させる機能を有する。
【００３４】
本実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００では、ホール注入電極（陽極）２とホール輸送層４との間にＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａおよびＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂを形成することにより、光劣化を防止するとともに初期駆動電圧を低減することが可能となる。また、光劣化による輝度低下を補うための経時的な駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００３５】
なお、本発明に係る有機ＥＬ素子の構造は、上記の構造に限定されず、種々の構造を用いることができる。例えば、発光層５と電子注入電極（陰極）６との間にさらに電子注入層または電子輸送層を設けてもよい。
【００３６】
発光層５の材料としては種々の公知の高分子材料を用いることができる。その場合には、ホール輸送層４が設けられなくてもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態では、第１のホール注入層３ａの材料としてＣｕＰｃが用いられているが、これに限定されず、膜厚が１０ｎｍの場合に波長が３８０ｎｍよりも短い光を１０％以上吸収する機能を持つものであれば、フタロシアニン系、ポリフィリン化合物、アミン系材料、ポリアニリン系材料、ポリチオフェン系材料およびポリピロール系材料からなる群より選択された材料を用いることが好ましい。
【００３８】
また、第２のホール注入層３ｂの材料としてＣＦｘが用いられているが、これに限定されず、ホール注入を促進し初期駆動電圧が低減する材料であればＣＦｘのような無機薄膜以外でも、フタロシアニン系、ポリフィリン化合物、アミン系材料、ポリアニリン系材料、ポリチオフェン系材料およびポリピロール系材料からなる群より選択された材料を用いることが好ましい。
【００３９】
また、第２のホール注入層３ｂの材料としてＣＦｘが用いられているが、これに限定されず、Ｃ系、Ｓｉ系、ＳｉＣ系、ＣｄＳ系等の非結晶性または結晶性の無機材料を用いてもよい。また、第２のホール注入層３ｂの材料としてＣ系ハロゲン化物またはＳｉ系ハロゲン化物を用いてもよい。さらに、第２のホール注入層３ｂの材料としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＴｍおよびＹｂからなる群より選択された希土類元素を含む希土類フッ化物、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｕからなる群より選択された遷移金属を含む遷移金属フッ化物等を用いてもよい。
【００４０】
さらに、上記実施の形態では、ホール注入電極（陽極）２、第１のホール注入層３ａ、第２のホール注入層３ｂおよびホール輸送層４の順で形成されているが、ホール注入電極（陽極）２、第２のホール注入層３ｂ、第１のホール注入層３ａおよびホール輸送層４の順で形成されてもよい。
【００４１】
また、上記の緑色発光する有機ＥＬ素子１００を橙色または赤色発光する有機ＥＬ素子および青色発光する有機ＥＬ素子と組み合わせて用いてもよい。この場合、橙色または赤色発光する有機ＥＬ素子を赤色に発光する画素（Ｒ画素）として用い、緑色発光する有機ＥＬ素子を緑色に発光する画素（Ｇ画素）として用い、青色発光する有機ＥＬ素子を青色に発光する画素（Ｂ画素）として用いることにより、光の３原色の表示（ＲＧＢ表示）が可能となり、フルカラー表示が実現する。
【００４２】
また、発光層５は、異なる発光色を発生する２つの発光層の積層構造を有してもよい。例えば、２つの発光層のうち一方に橙色または赤色発光を得ることが可能な発光ドーパントを添加し、他方に青色発光を得ることが可能な発光ドーパントを添加することにより、白色発光する白色発光素子を得ることができる。この場合、白色発光素子に赤色、緑色および青色のフィルタを組み合わせることにより光の３原色の表示（ＲＧＢ表示）が可能となり、フルカラー表示が実現する。
【００４３】
この場合、紫外線が特に青色フィルタを通して有機ＥＬ素子に照射される可能性がある。しかし、上記の有機ＥＬ素子１００の働きにより、紫外線による光劣化を防止することができるので、有機ＥＬ素子の輝度低下を抑制することができる。その結果、赤色、緑色および青色のホワイトバランスを維持することができる。
【００４４】
さらに、上記の実施の形態では、発光層５において発生された光が、ガラス基板１を介して外部に取り出されるバックエミッション構造の有機ＥＬ素子１００について説明したが、これに限定されず、電子注入電極（陰極）６を透明電極または半透明電極とすることにより、発光層５において発生された光を電子注入電極（陰極）６を介して上部から取り出すトップエミッション構造としてもよい。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例１および比較例１，２の有機ＥＬ素子を作製し、これらの素子の初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇を測定した。
【００４６】
（実施例１）
実施例１においては、次の方法で有機ＥＬ素子を作製した。ガラス基板１上にインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなるホール注入電極（陽極）２を形成し、そのホール注入電極（陽極）２が形成されたガラス基板１を中性洗剤を用いて洗浄し、アセトンに浸漬して１０分間超音波洗浄を行い、続いてエタノールに浸漬して１０分間の超音波洗浄を行った後、オゾンクリーナにてガラス基板１の表面の洗浄を行った。その後、ホール注入電極（陽極）２上にＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａを真空蒸着法により形成した。このＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａは、上述したように波長が３８０ｎｍより短い紫外線を吸収する性質を有する。
【００４７】
続いて、第１のホール注入層３ａ上にＣＨＦ3 ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によりＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂを形成した。このＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂは、ホール注入を促進する働きがあり、初期駆動電圧を低減させる機能を有する。
【００４８】
ここで、実施例１における第１の注入層３ａの膜厚は１０ｎｍであり、第２の注入層３ｂの膜厚は０．５ｎｍである。
【００４９】
さらに、第２のホール注入層３ｂ上に膜厚５０ｎｍのＮＰＢからなるホール輸送層４を真空蒸着法により形成した。また、ホール輸送層４上に膜厚３５ｎｍの発光層５を真空蒸着法により形成した。発光層５は、ホスト材料としてＡｌｑを含み、ドーパントとして上記化合物Ａを２０重量％および上記化合物Ｂを０．７重量％含む。
【００５０】
さらに、発光層５上に膜厚２００ｎｍのＭｇＩｎ合金からなる電子注入電極（陰極）６を真空蒸着法により形成した。これらの真空蒸着は、いずれも真空度１×１０-6Ｔｏｒｒの雰囲気中において基板温度制御を行わずに実施した。このようにして、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。
【００５１】
（比較例１）
比較例１においては、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂを形成しない点を除いて実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。ここで、比較例１における第１のホール注入層３ａの膜厚は、１０ｎｍである。
【００５２】
（比較例２）
比較例２においては、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａを形成しない点を除いて実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。ここで、比較例２における第２のホール注入層３ｂの膜厚は、０．５ｎｍである。
【００５３】
（評価１）
実施例１および比較例１，２の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定結果を表１に示す。なお、電流密度が２０ｍＡ／ｃｍ2 となるように駆動電圧を調整し、初期駆動電圧および光照射後の駆動電圧を測定した。光照射条件としては、エアマス（ＡｉｒＭａｓｓ：以下、ＡＭと呼ぶ。）１．５における１００ｍＷ／ｃｍ2の光を３０時間照射した。
【００５４】
【表１】
表１において、実施例１および比較例２の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧は、比較例１の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧と比較して低減されている。また、実施例１および比較例１の有機ＥＬ素子の光照射後の電圧上昇は、比較例２の有機ＥＬ素子の光照射後の電圧上昇と比較して低減されている。
【００５６】
したがって、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａのみを有する比較例１の有機ＥＬ素子では、初期駆動電圧の低減を実現することができず、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂのみを有する比較例２の有機ＥＬ素子では、光照射後の電圧上昇の低減を実現することができない。
【００５７】
これに対して、第１のホール注入層３ａおよび第２のホール注入層３ｂを有する実施例１の有機ＥＬ素子では、初期駆動電圧の低減および光照射後の電圧上昇の低減を実現することができた。
【００５８】
（実施例２〜８）
以下、実施例２〜８では、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚を０ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、１７ｎｍおよび２０ｎｍの７通りに変化させて有機ＥＬ素子を作製した。なお、実施例２〜８の有機ＥＬ素子は、第１のホール注入層３ａの膜厚を除いて、実施例１の有機ＥＬ素子と同じ条件および方法を用いて作製した。
【００５９】
実施例２〜８の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定結果を表２に示す。また、図３は実施例２〜８の有機ＥＬ素子のＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚と初期駆動電圧との関係を示す図であり、図４は実施例２〜８の有機ＥＬ素子のＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚と光照射後の電圧上昇との関係を示す図である。
【００６０】
なお、初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定条件は、実施例および比較例１，２と同様である。
【００６１】
図３の縦軸は初期駆動電圧を示し、横軸は第１のホール注入層３ａの膜厚を示す。図４の縦軸は光照射後の電圧上昇を示し、横軸は第１のホール注入層３ａの膜厚を示す。
【００６２】
【表２】
表２および図３に示すように、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が３ｎｍ以上の場合に初期駆動電圧が低減され、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が５ｎｍ以上の場合に初期駆動電圧がより低減される。
【００６４】
また、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が２０ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧が低減され、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が１７ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧がより低減され、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が１５ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧がさらに低減される。
【００６５】
さらに、表２および図４に示すように、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が３ｎｍ以上の場合に光照射後の電圧上昇が低減され、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が５ｎｍ以上の場合に光照射後の電圧上昇がより低減される。
【００６６】
以上のことから、初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の低減を実現するためには、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲が好ましく、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が５ｎｍ以上１７ｎｍ以下の範囲がより好ましく、ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層３ａの膜厚が５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲がさらに好ましい。
【００６７】
（実施例９〜１６）
以下、実施例９〜１６では、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚を０ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、８ｎｍおよび１０ｎｍの８通りに変化させて作製した。なお、実施例９〜１６の有機ＥＬ素子は、第２のホール注入層３ｂの膜厚を除いて、実施例１の有機ＥＬ素子と同じ条件および方法を用いて作製した。
【００６８】
実施例９〜１６の有機ＥＬ素子の初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定結果を表３に示す。また、図５は実施例９〜１６の有機ＥＬ素子のＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚と初期駆動電圧との関係を示す図であり、図６は実施例９〜１６の有機ＥＬ素子のＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚と光照射後の電圧上昇との関係を示す図である。
【００６９】
なお、初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇の測定条件は、実施例１および比較例１，２と同様である。
【００７０】
図５の縦軸は初期駆動電圧を示し、横軸は第２のホール注入層３ｂの膜厚を示す。図６の縦軸は光照射後の電圧上昇を示し、横軸は第２のホール注入層３ｂの膜厚を示す。
【００７１】
【表３】
表３および図５に示すように、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０．５ｎｍ以上の場合に初期駆動電圧が低減される。また、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が８ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧が低減され、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が５ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧がより低減され、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が３ｎｍ以下の場合に初期駆動電圧がさらに低減される。
【００７３】
また、表３および図６に示すように、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲で光照射後の電圧上昇が十分に低減されている。
【００７４】
以上のことから、初期駆動電圧と光照射後の電圧上昇との両者の低減を実現するためには、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０．５ｎｍ以上８ｎｍ以下であることが好ましく、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であることがより好ましく、ＣＦｘからなる第２のホール注入層３ｂの膜厚が０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００７５】
このように、初期駆動電圧および光照射後の電圧上昇を効率よく低減することにより、有機ＥＬ素子の駆動電圧を総合的に低減することが可能となった。すなわち、初期駆動電圧を低下することができるとともに、光劣化による輝度低下を補うための駆動電圧の増加が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における４層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子の構造を示す模式図である。
【図２】 ＣｕＰｃからなる第１のホール注入層の紫外線の吸光度を示す図である。
【図３】 実施例２〜８の有機ＥＬ素子のＣｕＰｃからなる第１のホール注入層の膜厚と初期駆動電圧との関係を示す図である。
【図４】 実施例２〜８の有機ＥＬ素子のＣｕＰｃからなる第１のホール注入層の膜厚と光照射後の電圧上昇との関係を示す図である。
【図５】 実施例９〜１６の有機ＥＬ素子のＣＦｘからなる第２のホール注入層の膜厚と初期駆動電圧との関係を示す図である。
【図６】 実施例９〜１６の有機ＥＬ素子のＣＦｘからなる第２のホール注入層の膜厚と光照射後の電圧上昇との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ ホール注入電極（陽極）
３ａ 第１のホール注入層
３ｂ 第２のホール注入層
４ ホール輸送層
５ 発光層
６ 電子注入電極（陰極）
１００ 有機ＥＬ素子
Claims (8)
- ホール注入電極、ホール注入層、発光層および電子注入電極をこの順に備え、
前記ホール注入層は、第１のホール注入層および第２のホール注入層を有し、
前記第１のホール注入層は前記ホール注入電極上に設けられ、紫外線を吸収する物性を有し、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン化合物、アミン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリチオフェン系化合物およびポリピロール系化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含み、
前記第２のホール注入層は前記第１のホール注入層上にプラズマＣＶＤ法により形成されたフッ化炭素からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記第１のホール注入層は、波長が３８０ｎｍより短い紫外線を１０％以上吸収することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第１のホール注入層は、銅フタロシアニンにより形成されたことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第１のホール注入層の膜厚は、５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第１のホール注入層の膜厚は、１５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第２のホール注入層の膜厚は、０．５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第２のホール注入層の膜厚は、３ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- ホール注入電極上にホール注入層を形成する工程と、前記ホール注入層上に発光層及び電子注入電極を順に形成する工程とを備え、
前記ホール注入層を形成する工程は、
フタロシアニン系化合物、ポルフィリン化合物、アミン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリチオフェン系化合物およびポリピロール系化合物からからなる群より選択される少なくとも１種の化合物により、前記ホール注入電極上に形成され、紫外線を吸収する物性を有する第１のホール注入層を形成する工程と、
前記第１のホール注入層上にフッ化炭素からなる第２のホール注入層をプラズマＣＶＤ法により形成する工程とを含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
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