(57)【要約】有機ＥＬ素子１は、陽極２および陰極７と、陽極２と陰極７との間に設けられ、有機材料を含む発光層５と、陽極２と発光層５との間に設けられたホール注入層３と、発光層５と陰極７との間に設けられた電子注入層７と、を備える。なお、ホール注入層３および電子注入層６は、それぞれ金属原子と硫黄原子とを含む。ホール注入層３および電子注入層６における硫黄濃度は、ホール注入層３に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が原子数比で９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍ以下である。
2013183093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、有機材料を含む発光層と、
前記第１電極と前記発光層との間に設けられた第１機能層と、
を備え、
前記第１機能層は金属原子と硫黄原子とを含み、
前記第１機能層における硫黄濃度は、前記第１機能層に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が原子数比で９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍ以下である、
有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第２電極と前記発光層との間に設けられた第２機能層を備え、
前記第２機能層は金属原子と硫黄原子とを含み、
前記第２機能層における硫黄濃度は、前記第２機能層に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が原子数比で９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍ以下である、
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記第１電極は陽極であり、
前記第２電極は陰極であり、
前記第１機能層は、金属酸化物であるＷＯｘの状態で前記金属原子としてＷを含み、
前記第２機能層は、金属フッ化物であるＮａＦの状態で前記金属原子としてＮａを含む、
請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記第１機能層における硫黄濃度が、前記第２機能層における硫黄濃度よりも大きい、
請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記第１電極を挟んで前記第１機能層とは反対側に、樹脂材料からなる平坦化層が設けられている、
請求項４に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子を複数備える有機ＥＬパネル。
【請求項７】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子および当該有機ＥＬ素子を駆動させる回路を備える有機ＥＬ発光装置。
【請求項８】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子および当該有機ＥＬ素子を駆動させる回路を備える有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子（以下「有機ＥＬ素子」と称する）の構造に関し、特に、発光層の劣化を抑制する技術に関し、当該有機ＥＬ素子の製造方法、当該有機ＥＬ素子を備える表示パネル、発光装置、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機半導体を用いた各種機能素子の研究開発が進められており、代表的な機能素子として有機ＥＬ素子が挙げられる。有機ＥＬ素子は、電流駆動型の発光素子であり、陽極および陰極からなる電極対の間に、有機材料からなる発光層を含む機能層を設けた構成を有する。そして、有機ＥＬ素子は、電極対間に電圧を印加し、陽極から機能層に注入されるホールと陰極から機能層に注入される電子とを再結合させ、これにより発生する電界発光現象によって発光する。このように、有機ＥＬ素子は、自己発光を行うため視認性が高くかつ完全固体素子であるため耐衝撃性に優れることから、各種有機ＥＬ表示パネルおよび有機ＥＬ表示装置における発光素子や光源としての利用が注目されている。【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子において、発光層に水が侵入することで発光層が劣化すると、有機ＥＬ素子の発光特性や寿命が劣化するおそれがある。この問題に対して、例えば、パネル周辺部等にゲッター剤を配置することで、外部から発光層への水の侵入を抑制した有機ＥＬ表示パネルが提案されている。また、有機ＥＬ素子の積層構造を覆うように封止部材を配置することで、外部から発光層への水の侵入を抑制した有機ＥＬ素子が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７３４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の有機ＥＬ素子に対し、水の侵入による発光層の劣化を、より確実に抑制したいという要請がある。【０００６】
本発明は上記を鑑みてなされたものであって、水の侵入による発光層の劣化を、より確実に抑制した有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子は、第１電極および第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、有機材料を含む発光層と、前記第１電極と前記発光層との間に設けられた第１機能層と、を備え、前記第１機能層は金属原子と硫黄原子とを含み、前記第１機能層における硫黄濃度は、前記第１機能層に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が原子数比で９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍ以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子では、水の侵入による発光層の劣化を、より確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る有機ＥＬ素子１の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】図１に示した有機ＥＬ素子１の製造方法を示す模式的な断面図であり、（ａ）は基板上に陽極を形成する工程、（ｂ）は陽極上にホール注入層を成膜する工程、（ｃ）はホール注入層上に隔壁層を形成する工程を、それぞれ示す断面図である。
【図３】図１に示した有機ＥＬ素子１の製造方法を示す模式的な断面図であり、（ａ）はホール注入層上にホール輸送層および発光層を形成する工程、（ｂ）は発光層上に電子注入層および陰極を形成する工程を、それぞれ示す断面図である。
【図４】硫黄が水をトラップするメカニズムを示す図であり、（ａ）は比較例に係る図であり、（ｂ）は図１に示した有機ＥＬ素子１に係る図である。
【図５】硫黄濃度と相対寿命値の関係を示す図である。
【図６】硫黄濃度と相対発光効率の関係を示す図である。
【図７】図１に示した有機ＥＬ素子１を備えた表示パネルの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本発明の一態様を得るに至った経緯］
以下、実施の一態様を具体的に説明するに先立ち、実施の一態様を得るに至った経緯について説明する。
【００１１】
近年、有機ＥＬ素子を備えた各種表示装置や光源が広く利用され、有機ＥＬ素子の発光特性や寿命の劣化を抑制したいという要請がさらに高まっている。これに対して、発明者らは、発光層への水の侵入による発光層の劣化を抑制することで、この要請に応えようとした。
【００１２】
検討の結果、発明者らは、外部からの水のみならず、発光層に近接した箇所で発生した水が発光層に侵入するおそれがあることに気付いた。当該箇所としては、有機材料からなる隔壁、基板、および平坦化膜等がある。そして、発明者らは、発光層への水の侵入を抑制する構成として硫黄原子を含む機能層を用いることを考えた。その結果、有機ＥＬ素子において電極と発光層との間に硫黄原子を含む機能層を形成すれば、当該箇所で発生した水の発光層への侵入を抑制でき、水の侵入による発光層の劣化を、より確実に抑制できることが明らかになった。本発明の態様はこのような経緯により得られたものである。
【００１３】
以下、実施の一態様の有機ＥＬ素子を説明し、続いて実施の一態様の各性能確認実験の
結果と考察を述べる。なお、各図面における部材縮尺は、実際のものとは異なる。
【００１４】
［実施の一態様の概要］
本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、第１電極および第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、有機材料を含む発光層と、前記第１電極と前記発光層との間に設けられた第１機能層と、を備え、前記第１機能層は金属原子と硫黄原子とを含み、前記第１機能層における硫黄濃度は、前記第１機能層に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が原子数比で９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍ以下である。
【００１５】
これにより、有機ＥＬ素子において、水の侵入による発光層の劣化をより確実に抑制できる。
【００１６】
また、前記第２電極と前記発光層との間に設けられた第２機能層を備え、前記第２機能層は金属原子と硫黄原子とを含み、前記第２機能層における硫黄濃度は、前記第２機能層に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が原子数比で９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍ以下であってもよい。
【００１７】
また、前記第１電極は陽極であり、前記第２電極は陰極であり、前記第１機能層は金属酸化物であるＷＯｘの状態で前記金属原子としてＷを含み、前記第２機能層は金属フッ化物であるＷＯｘの状態で前記金属原子としてＮａを含んでもよい。
【００１８】
また、前記第１機能層における硫黄濃度が、前記第２機能層における硫黄濃度よりも大きくてもよい。
【００１９】
また、前記第１電極を挟んで前記第１機能層とは反対側に、樹脂材料からなる平坦化層が設けられていてもよい。
【００２０】
［実施の形態］
＜実施の形態１＞
１．構成
（有機ＥＬ素子）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る有機ＥＬ素子１の構成を示す模式的な断面図である。なお、本実施の形態で説明する有機ＥＬ表示素子１は、発光層からの光をガラス基板の反対側からから取り出すトップエミッション型である。具体的には、有機ＥＬ表示素子１に設けられたＡｌ（アルミニウム）からなる陰極の厚みが極小さく、陰極が光透過性を有する構成となっている。また、有機ＥＬ表示素子１は、例えば、有機機能層をウェットプロセスにより塗布して製造する塗布型である。陽極および陰極には直流電源が接続され、有機ＥＬ素子の外部より有機ＥＬ素子に給電されるようになっている。
【００２１】
具体的には図１に示すように、有機ＥＬ素子１は、平坦化層１１が形成された基板１０の片側主面上に、第１電極としての陽極２、第１機能層としてのホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、第２機能層としての電子注入層６、第２電極としての陰極７を同順に積層して構成される。発光層５等は、隣り合う隔壁層８の間に形成されている。また、上述のように、陽極２および陰極７には直流電源１２が接続されている。以下、各層について詳しく説明する。
（基板１０）
基板１０は、有機ＥＬ素子１の基材となる部分である。基板１０の表面には、図示していないが、有機ＥＬ素子１を駆動するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されている。また、基板１０は、無アルカリガラスからなる。基板１０の材料はこれに限らず、例えば、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコン系樹脂、またはアルミナ等の絶縁性材料のいずれかを用いることができる。
（平坦化層１１）
平坦化層１１は、基板１０上に形成され、基板１０表面の凹凸を平坦化するための層である。また、平坦化層１１は、陽極２を挟んでホール注入層３とは反対側に設けられ、アクリル系樹脂からなる。平坦化層１１の材料はこれに限らず、例えば、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂等の樹脂材料からなる。
（陽極２）
陽極２は、基板１０におけるＴＦＴの上方に形成されている。陽極２は、アルミ合金、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の積層構造からなる。陽極２の厚みは、例えばアルミ合金が４００ｎｍ、ＩＴＯが１５ｎｍである。陽極２はこれに限らず、例えば、銀合金および、ＩＺＯ、ＺｎＯのいずれかからなる積層構造等、を用いることができる。
（ホール注入層３）
ホール注入層３は、陽極２と発光層５との間に設けられ、ＷＯx（酸化タングステン）および硫黄原子を含む。ホール注入層３に含まれるＷＯxの組成式において、ｘは概ね０．５＜ｘ＜２の範囲における実数である。なお、ホール注入層３は、ＷＯxを含む構成に限らず、ホール注入性材料を含むように構成されていればよい。ここでいうホール注入性材料とは、陽極２からホール注入層３へホールが移動しやすい材料である。より具体的には、ホール注入性材料は、陽極２とホール注入層３とが接触した時に、陽極２のフェルミ準位とホール注入層３の価電子帯のうち最も浅いエネルギー準位との間のエネルギー障壁が所定値よりも小さいものをいう。
【００２２】
ホール注入層３における硫黄濃度は、Ｓ（硫黄）／Ｗ（タングステン）の質量比から換算したＳ／Ｗの原子数比で求められる。また、当該硫黄濃度は、９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍ以下である。ホール注入層３の厚みは、５ｎｍである。
（ホール輸送層４）
ホール輸送層４は、ＴＦＢ（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌ−ｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−Ｎ−（４−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）−ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ)等が用いられるが、これに限ったものではない。ホール輸送層４の材料は、ポリフルオレン系、ポリフエニレンビニレン系、ペンダント型、デンドリマー型、塗布型の低分子系を含め、溶媒に溶解させ、塗布して薄膜を形成出来るものであれば種類を問わない。
【００２３】
ホール輸送層４をアミン系有機分子で構成することにより、ホール注入層３から伝導されてきたホールを、ホール輸送層４より上層に形成される機能層に効率的に注入することが可能となる。すなわち、アミン系の有機分子においては、窒素原子の非共有電子対を中心にＨＯＭＯの電子密度が分布しているため、この部分がホールの注入サイトとなる。このように、ホール輸送層４がアミン系有機分子を含んでいることにより、ホール輸送層４側にホールの注入サイトを形成することができる。
【００２４】
なお、ホール輸送層４は、陽極２と発光層５との間に含まれる層の組み合わせが、陽極２から発光層５へのホールの注入を円滑に行える場合、省略することもできる。
（発光層５）
発光層５は、有機高分子であるＦ８ＢＴ（ｐｏｌｙ（９、９−ｄｉ−ｎ−ｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ａｌｔ−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ））からなる。しかしながら、発光層５の材料はＦ８ＢＴに限らず、公知の有機材料を用いてもよい。発光層５の材料は、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物およびアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質等を用いることができる。発光層５の厚みは、例えば、７０ｎｍである。
（電子注入層６）
電子注入層６は、ＮａＦ（フッ化ナトリウム）および硫黄原子を含む。電子注入層６における硫黄濃度は、Ｓ／Ｎａの質量比から換算でしたＳ／Ｎａの原子数比で求められる。また、当該硫黄濃度は、９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍ以下である。電子注入層６の厚みは、例えば、５ｎｍである。
（陰極７）
陰極７は、Ａｌからなる。陰極７の厚みは、例えば、５ｎｍである。
（隔壁層８）
隔壁層８は、感光性レジスト材料、例えば、アクリル系樹脂からなる。しかしながら、これに限らず、隔壁層８の材料としては、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などの絶縁性を有する有機材料を用いることができる。
２．有機ＥＬ素子１の製造方法
以下、有機ＥＬ表示パネル１の製造方法を例示する。
【００２５】
図２および図３は、有機ＥＬ素子１の製造方法を示す模式的な断面図である。
【００２６】
まず、図２（ａ）に示すように、平坦化層１１が形成された基板１０上に、Ａｌ合金、ＩＴＯからなる陽極２を形成する。具体的には、チャンバー内に反応性ガスを導入しつつターゲット材をスパッタリングすることにより、平坦化層１１が形成された基板１０上にＡｌ合金、ＩＴＯ膜を成膜する。
【００２７】
そして、ＩＴＯ膜上に、陽極２に対応した形状のマスクパターンを形成する。その後、マスクパターンの形成されたＡｌ合金、ＩＴＯ膜を、エッチング液を用いてエッチングする。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、陽極２上に、ＷＯxを含むホール注入層３を成膜する。Ｗのような高融点金属を用いるため、ホール注入層３の成膜にはスパッタリング法が用いられる。
【００２９】
さらに、図２（ｃ）に示すように、ホール注入層３上に隔壁層８を形成する。具体的には、まず、隔壁層８の材料層を、ホール注入層３および平坦化層１１が形成された基板１０を覆うように、例えば、スピンコート法などを用いて積層する。次に、隔壁層８の材料層の上方に、マスクを形成する。マスクの形状は、隔壁層８を形成しようとする箇所に開口が設けられた形状である。この状態でフォトリソグラフィ法を用いパターニングすることにより、隔壁層８を形成できる。
【００３０】
次に、図３（ａ）に示すように、ホール注入層３上にホール輸送層４、発光層５、を順に成膜する。具体的には、ホール輸送層４を成膜するには、画素領域１２０におけるホール注入層３の表面に、例えば、インクジェット法によるウェットプロセスにより有機材料と溶媒とを含むインクを滴下し、溶媒を揮発させて除去すればよい。発光層５に関しても同様の方法で成膜できる。なお、ホール注入層４および発光層５の形成方法はインクジェット法に限らない。例えば、スピンコート法、グラビア印刷法、ディスペンサー法、ノズルコート法、凹版印刷、凸版印刷等の公知の方法によりインクを滴下および塗布してもよい。
【００３１】
最後に、図３（ｂ）に示すように、発光層５上に、ＮａＦを含む電子注入層６、Ａｌを含む陰極７を順に成膜する。ＮａやＡｌのような低融点金属を用いるため、電子注入層６および陰極７の成膜にはスパッタリング法または真空蒸着法が用いられる。
【００３２】
以上の工程を経ることで、有機ＥＬ表示パネル１が完成する。
３．ホール注入層３および電子注入層６に含まれる硫黄原子による水のトラップ
有機ＥＬ素子１では、ホール注入層３および電子注入層６に含まれる硫黄原子により、侵入した水がトラップされることにより、発光層５への水の侵入を抑制でき、発光層５の劣化を抑制できると考えられる。なお、本構成においてトラップされる水は、アクリル系樹脂からなる平坦化層１１および隔壁層８から発生すると考えられる。以下、これについて詳細に説明する。
【００３３】
図４は、ホール注入層３および電子注入層６に含まれる硫黄原子が水をトラップするメカニズムを示す図である。図４（ａ）が比較例に係る図であり、図４（ｂ）が本実施の形態に係る図である。
【００３４】
図４（ａ）に示す比較例では、ホール注入層１３および電子注入層１６には硫黄原子が含まれていない。そのため、平坦化層１１および隔壁層８から水がホール注入層１３および電子注入層１６に侵入すると、ホール注入層１３および電子注入層１６にトラップされることなく、発光層５に水が容易に侵入してしまう。これにより、発光層５が劣化してしまう。
【００３５】
一方、図４（ｂ）に示す本実施の形態では、ホール注入層３および電子注入層６には硫黄原子が含まれている。なお、ホール注入層３における硫黄濃度は、電子注入層６における硫黄濃度よりも大きくなっている。
【００３６】
図４（ｂ）に示すように、平坦化層１１および隔壁層８から水がホール注入層３および電子注入層６に侵入すると、ホール注入層３および電子注入層６内の硫黄原子によりトラップされ、発光層５に水が侵入することを抑制できる。このように発光層５への水の侵入を抑制することにより、発光層５の劣化を抑制できる。
【００３７】
なお、ホール注入層３および電子注入層６内における硫黄原子が水をトラップするメカニズムについては以下のように考えられる。ホール注入層３および電子注入層６内における硫黄原子は、例えばスルホ基（ＳＯ3）、スルホニル基（ＳＯ2）、チオール基（ＳＨ）などに含まれて存在していると考えられる。このとき、ホール注入層３および電子注入層６に水が侵入すると、親水性を有するスルホ基、スルホニル基、チオール基などに水が引き寄せられてトラップされることとなる。このように、硫黄原子を含む官能基と水との相互作用により、ホール注入層３および電子注入層６内における水のトラップが行われると考えられる。
４．実験
（電子注入層６に関する実験の概要）
実験の結果、電子注入層６に一定の範囲の濃度で硫黄原子が含まれていると、発光層５の劣化を抑制できることがわかった。これについて、以下で詳細に説明する。
（硫黄濃度の下限）
電子注入層６に含まれる硫黄濃度が所定値よりも小さいと、硫黄原子による水のトラップの効果が十分でなくなると考えられる。そのため、硫黄濃度には下限の条件が存在する。
【００３８】
図５は、電子注入層６における硫黄濃度と相対寿命値との関係を示す図である。図５における横軸は硫黄濃度［ｐｐｍ］であり、縦軸は相対寿命値［％］である。ここでいう硫黄濃度を求めるために、まず、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）分析により、有機ＥＬ素子１の各層に含まれるＳの質量を求めた。さらに、電子注入層６において、Ｓ／Ｎａの質量比を求め、さらにＳ／Ｎａの原子数比を換算した。
【００３９】
図５に示すように、硫黄濃度が大きくなるほど、相対寿命値が大きくなっている。ここでは、相対寿命値が急激に低下する箇所における硫黄濃度に注目し、電子注入層６における硫黄濃度は、電子注入層６に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が９６ｐｐｍ以上であればよいとする。
（硫黄濃度の上限）
ところで、電子注入層６に含まれる硫黄濃度が所定値よりも大きいと、発光層５において電子とホールとの再結合により発生した励起子が失活しやすくなり、発光層５の発光効率が低下すると考えられる。そのため、硫黄濃度は上記した下限の条件のみならず、上限の条件も存在する。
【００４０】
図６は、電子注入層６における硫黄濃度と相対発光効率［％］を示す図である。図６における横軸は硫黄濃度［ｐｐｍ］であり、縦軸は相対発光効率［％］である。ここでいう硫黄濃度は、ＳＩＭＳ分析で求めたＳ／Ｎａの質量比から換算したＳ／Ｎａの原子数比とした。
【００４１】
図６に示すように、硫黄濃度が大きくなるほど、発光効率が小さくなっている。ここでは、発光効率が急激に低下する箇所における硫黄濃度に注目し、電子注入層６における硫黄濃度は、４３９ｐｐｍ以下であればよいとする。
（結果およびホール注入層３への適用）
上述のように、電子注入層６における硫黄濃度は、電子注入層６に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が９６ｐｐｍ以上４３９ｐｐｍ以下であれば、発光層５の劣化を抑制できる。そして、電子注入層６のみならず、ホール注入層３についても同様のことがいえる。すなわち、ホール注入層３における硫黄濃度は、ホール注入層３に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が９６ｐｐｍ以上４３９ｐｐｍ以下であれば、発光層５の劣化を抑制できる。
５．効果
有機ＥＬ素子１では、陽極２と発光層５との間に硫黄原子を含むホール注入層３を形成することで、水の侵入による発光層の劣化を抑制できる。また、陰極７と発光層５との間にも硫黄原子を含む電子注入層６を形成することで、水の侵入による発光層５の劣化をより確実に抑制できる。また、ホール注入層３における硫黄濃度が、電子注入層６における硫黄濃度よりも大きくなっている。これにより、平坦化層１１から発光層５への水の侵入を効果的に抑制できる。以上により、有機ＥＬ素子１の発光特性や寿命が劣化をより確実に抑制できる。
【００４２】
なお、有機ＥＬ素子１では、陽極２と発光層５との間に硫黄原子を含むホール注入層３を形成し、陰極７と発光層５との間にも硫黄原子を含む電子注入層６を形成している。しかしながら、これに限らず、陽極２と発光層５との間に硫黄原子を含むホール注入層３を形成すれば、本発明の効果を奏することができる。
［変形例］
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子は、素子を単一で用いる構成に限定されない。複数の有機ＥＬ素子を画素として基板上に集積することにより、有機ＥＬ発光装置を構成することもできる。このような有機ＥＬ発光装置は、各々の素子における各層の膜厚を適切に設定することにより実施可能であり、例えば、照明装置等として利用することが可能である。
１．有機ＥＬ素子の層構成
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子は、実施の形態で示したトップエミッション型に限らず、いわゆるボトムエミッション型の構成でもよい。
２．ホール注入層の材料
上記実施の形態等では、ホール注入層がＷＯxを含むよう構成したが、これに限らない。ホール注入層としては、ＷＯxに限らず、遷移金属の酸化物をいずれかを含む構成であればよい。なお、遷移金属とは、Ｗ、Ｍｏ（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）などをいう。また、酸化物に限らず、遷移金属単体を含む構成であってもよい。
【００４３】
このとき、ホール注入層における硫黄濃度は、Ｓ／遷移金属の質量比から換算したＳ／遷移金属の原子数比で求められる。また、当該硫黄濃度は、ホール注入層に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍであればよい。
【００４４】
また、ホール注入層は、無機材料系に限らず、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ｐｏｌｙ  （３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）−ｐｏｌｙ−（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））などに代表される有機材料であってもよい。
３．電子注入層の材料
上記実施の形態等では、電子注入層がＮａＦを含むよう構成したが、これに限らない。電子注入層としては、ＮａＦに限らず、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を含む構成であればよい。なお、アルカリ金属とは、Ｌｉ（リチウム）、Ｎａ、Ｋ（カリウム）、Ｒｂ（ルビジウム）Ｃｓ（セシウム）、Ｆｒ（フランシウム）をいう。また、アルカリ土類金属とは、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｒａ（ラジウム）をいう。また、電子注入層としては、フッ化物に限らず、アルカリ金属単体またはアルカリ土類金属単体を含む構成であってもよい。
【００４５】
このとき、電子注入層における硫黄濃度は、Ｓ／（アルカリ金属またはアルカリ土類金属）の質量比から換算したＳ／（アルカリ金属またはアルカリ土類金属）の原子数比で求められ、当該硫黄濃度は電子注入層に含まれる金属と硫黄との比である硫黄濃度が９６ｐｐｍ以上であって４３９ｐｐｍであればよい。
４．有機ＥＬ素子の適用例
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子は、有機ＥＬパネルに適用することができる。有機ＥＬパネルに適用することで、発光特性に優れた有機ＥＬパネルを実現できる。
【００４６】
上記有機ＥＬ表示パネルは、単独での装置として、そのまま販売経路に流通できる。しかしながら、これに限らず、図７に示すように、本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬパネル２０は、デジタルテレビ等の発光装置に組み込まれて流通してもよい。
【００４７】
有機ＥＬパネルについては、有機ＥＬ素子を１つ配置してもよいし、同じ色に発光する赤色、緑色、青色の各画素に対応する有機ＥＬ素子を複数個配置してもよいし、同じ色の有機ＥＬ素子を複数個配置してもよい。
【００４８】
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ発光装置および有機ＥＬ表示装置にも適用することができる。有機ＥＬ発光装置は、例えば、照明装置等に利用することができる。有機ＥＬ表示装置は、例えば、有機ＥＬディスプレイ等に利用することができる。
５．その他
上記実施の形態等では示していないが、有機ＥＬ素子にさらなる封止部材を設けたり、ゲッター剤を配置したりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば、家庭用もしくは公共施設、あるいは業務用の各種表示装置、テレビジョン装置、携帯型電子機器用ディスプレイ等に用いられる有機ＥＬ装置に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１  有機ＥＬ素子
２  陽極
３、１３  ホール注入層
４  ホール輸送層
５  発光層
６、１６  電子注入層
７  陰極
８  隔壁層
１０  基板
１１  平坦化層
１２  直流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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