(57)【要約】【課題】陽極側及び陰極側の材料及び構成を変更せずに、良好なキャリア注入性、最適なキャリアバランス、キャリア注入の安定性の３つを同時に満足することのできる発光装置を提供する。【解決手段】本発明の発光装置ＥＬ１は、発光層４を含む１つ又は２つ以上の層からなる機能層７と、前記機能層７を挟持する一対の電極３，８とを備え、互いに隣接する２つの前記層の界面又は互いに隣接する前記層と前記電極との界面に有機溶媒（有機溶媒層Ｓ）が配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を含む１つ又は２つ以上の層からなる機能層と、前記機能層を挟持する一対の電極とを備え、互いに隣接する２つの前記層の界面又は互いに隣接する前記層と前記電極との界面に有機溶媒が配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記有機溶媒は、互いに隣接する２つの前記層の界面又は互いに隣接する前記層と前記電極との界面にのみ配置され、前記層又は前記電極の内部には配置されていないことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記有機溶媒は、前記層又は前記電極を溶解しない有機溶媒であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記有機溶媒は極性溶媒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記有機溶媒の比誘電率は１０以上であることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記有機溶媒は、互いに隣接する２つの前記層の界面又は互いに隣接する前記層と前記電極との界面に１分子層〜数分子層の厚みで配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記有機溶媒は無極性溶媒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項８】
発光層を含む１つ又は２つ以上の層からなる機能層と、前記機能層を挟持する一対の電極とを備えた発光装置の製造方法であって、
前記層又は前記電極の表面を有機溶媒の充満した雰囲気に暴露し、前記層又は前記電極の表面に前記有機溶媒の分子を介在させた状態で、他の前記層又は他の前記電極を形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記他の層又は前記他の電極はドライプロセスで形成することを特徴とする請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記層又は前記電極はドライプロセスで形成することを特徴とする請求項８又は９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記層又は前記電極の表面に付着させる前記有機溶媒の量は、前記層又は前記電極の表面を前記有機溶媒の充満した雰囲気に暴露する時間によって制御することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかの項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記層又は前記電極の表面を前記有機溶媒の充満した雰囲気に暴露する際には、前記層又は前記電極の表面の温度、前記雰囲気の温度及び前記有機溶媒の温度がそれぞれ一定の温度となるように制御することを特徴とする請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれかの項に記載の発光装置又は請求項８〜１２のいずれかの項に記載の発光装置の製造方法により製造されてなる発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光装置の製造方法並びに電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光素子である有機ＥＬ素子を画素として用いた有機ＥＬ装置の開発が進められている。有機ＥＬ装置は、高輝度、低消費電力で高速応答が可能であり、有機化合物の多様性により多色化が容易であると考えられることから、フルカラーディスプレイ等への応用が期待され、盛んに研究開発が行なわれている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、発光層を含む少なくとも１層以上の有機薄膜を上下一対の電極で挟んだ構造を有する。有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、陽極側からは正孔、陰極側からは電子がそれぞれ発光層に注入され、両者が再結合して発光現象が起こる。一般に、有機材料は広いバンドギャップを有するため、無機半導体に比べてキャリアを注入することは非常に困難であるが、非特許文献１においては、キャリア注入性の高い陽極及び陰極構成を用いることにより、低電圧で発光層にキャリアを注入し、発光させることに成功している。以降、より低電圧で有機ＥＬ素子を駆動させるために、発光層に対してキャリアを注入し易い陽極側及び陰極側の材料及び構成の開発が精力的に行われている。
【非特許文献１】C.W.Tang and S.A.Vanslyke, Appl.Phys.Lett. 51 (1987) 913.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、有機ＥＬ素子を高効率で駆動するためには、正孔と電子をバランス良く注入することが肝要である。これは、注入される正孔と電子のバランスが悪いと、再結合できないキャリアの割合が多くなるためである。そのため、有機ＥＬ素子の開発においては、キャリア注入性を向上させつつ、注入される正孔と電子のバランスが崩れないように留意しなければならない。以上のことから、有機ＥＬ素子を低電圧且つ高効率で駆動するためには、発光層へのキャリア注入量を制御する技術が不可欠であるといえる。
【０００５】
しかしながら、現在のところ、発光層へのキャリアの注入量を調整するためには、陽極及び陰極側の材料及び構成を変更しなければならず、最適な注入性を有する材料及び構成を逐一探索、開発することは、有機ＥＬ素子の開発の大きな負担の一つとなっている。また、所望の注入性を有する材料及び構成が得られたとしても、材料の劣化に伴う注入量の低下等、安定性に欠ける場合も好ましくない。すなわち、良好なキャリア注入性、最適なキャリアバランス、キャリア注入の安定性の３つを同時に満足できる材料及び構成の開発が要求されるため、有機ＥＬ素子の開発が非常に困難になっている。以上のような背景から、容易にキャリア注入量を制御できる新たな技術の開発が求められていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、陽極側及び陰極側の材料及び構成を変更せずに、良好なキャリア注入性、最適なキャリアバランス、キャリア注入の安定性の３つを同時に満足することのできる発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また、このような発光装置を備えることにより、信頼性が高く、表示品質に優れた電子機器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】
上記の課題を解決するため、本発明の発光装置は、発光層を含む１つ又は２つ以上の層からなる機能層と、前記機能層を挟持する一対の電極とを備え、互いに隣接する２つの前記層の界面又は互いに隣接する前記層と前記電極との界面に有機溶媒が配置されていることを特徴とする。この構成によれば、互いに隣接する２つの層又は互いに隣接する層と電極との間のキャリアの注入量を有機溶媒の材料及び膜厚によって容易に制御することができる。その結果、高いキャリア注入性及び最適なキャリアバランスが同時に実現され、低電圧、高効率で発光素子を駆動させることができる。また、層と層との間又は層と電極との間に有機溶媒を挿入することで、これらの界面での化学反応による劣化が抑制されるので、キャリアの注入量が低下しにくい長寿命な発光素子が実現できる。さらには、層及び電極の材料及び構成を変更しなくてもキャリア注入量を制御することができるため、従来のように所望の注入性及び注入安定性を有する新規な材料及び構成を探索する必要がない。その結果、開発コストを低減でき、高品質な発光素子を搭載した発光装置を低価格で提供することができる。
【０００８】
本発明においては、前記有機溶媒は、互いに隣接する２つの前記層の界面又は互いに隣接する前記層と前記電極との界面にのみ配置され、前記層又は前記電極の内部には配置されていないことが望ましい。この構成によれば、有機溶媒が層又は電極の内部でキャリアのトラップサイトとなることを防止することができ、低電圧、高効率で発光素子を駆動させることができる。
【０００９】
本発明においては、前記有機溶媒は、前記層又は前記電極を溶解しない有機溶媒であることが望ましい。この構成によれば、有機溶媒によって層又は電極が溶解されることによる注入効率の低下を防止することができる。
【００１０】
本発明においては、前記有機溶媒は極性溶媒であることが望ましい。この構成によれば、発光素子に印加される電圧によって有機溶媒が分極するため、層と層との間又は層と電極との間のキャリア注入障壁が緩和され、量子力学的なキャリア注入（トンネル効果によるキャリア注入）が増大する。したがって、十分なキャリア注入量が得られていない場合には、キャリア注入量を増加させ、キャリアバランスを整えることができる。
【００１１】
本発明においては、前記有機溶媒の比誘電率は１０以上であることが望ましい。この構成によれば、有機溶媒に大きな電圧が印加されるようになるため、有機溶媒のエネルギーバンドを大きく歪ませることができる。その結果、層と層との間又は層と電極との間のキャリア注入障壁が大きく緩和され、量子力学的なキャリア注入を劇的に増大することができる。例えば、発光層と陰極との界面のキャリア注入を考えた場合、発光層の比誘電率は２〜３程度であるため、有機溶媒の比誘電率を１０以上とした場合、発光素子に印加される電圧は殆ど有機溶媒に印加されるようになる。この場合、有機溶媒のエネルギーバンドは分極によって大きく歪み、発光層のＬＵＭＯ準位を陰極のエネルギー準位と一致させる方向に移動させる。その結果、陰極から供給される電子がトンネル効果によって発光層に注入され易くなり、キャリア注入量が劇的に（２倍〜３倍程度に）増大する。
【００１２】
本発明においては、前記有機溶媒は、互いに隣接する２つの前記層の界面又は互いに隣接する前記層と前記電極との界面に１分子層〜数分子層の厚みで配置されていることが望ましい。この構成によれば、量子力学的なキャリア注入を劇的に増大することができる。
【００１３】
本発明においては、前記有機溶媒は無極性溶媒であることが望ましい。この構成によれば、有機溶媒の配置された部分には電流が流れなくなるので、キャリア注入量が過剰である場合には、キャリア注入量を減少させ、キャリアバランスを整えることができる。
【００１４】
本発明の発光装置の製造方法は、発光層を含む１つ又は２つ以上の層からなる機能層と、前記機能層を挟持する一対の電極とを備えた発光装置の製造方法であって、前記層又は前記電極の表面を有機溶媒の充満した雰囲気に暴露し、前記層又は前記電極の表面に前記有機溶媒の分子を介在させた状態で、他の前記層又は他の前記電極を形成することを特徴とする。この方法によれば、互いに隣接する２つの層又は互いに隣接する層と電極との間のキャリアの注入量を有機溶媒の材料及び膜厚によって容易に制御することができる。その結果、高いキャリア注入性及び最適なキャリアバランスが同時に実現され、低電圧、高効率で発光素子を駆動させることができる。また、層と層との間又は層と電極との間に有機溶媒を挿入することで、これらの界面での化学反応による劣化が抑制されるので、キャリアの注入量が低下しにくい、長寿命な発光素子が実現できる。さらには、層及び電極の材料及び構成を変更しなくてもキャリア注入量を制御することができるため、従来のように所望の注入性及び注入安定性を有する新規な材料及び構成を探索する必要がない。その結果、開発コストを低減でき、高品質な発光素子を搭載した発光装置を低価格で提供することができる。
【００１５】
本発明においては、前記他の層又は前記他の電極はドライプロセスで形成することが望ましい。この方法によれば、下地となる層又は電極の表面に付着した有機溶媒が洗い流されることがないので、層と層との間又は層と電極との間に確実に有機溶媒を配置することができる。
【００１６】
本発明においては、前記層又は前記電極はドライプロセスで形成することが望ましい。この方法によれば、有機溶媒を付着する際に、前記層又は前記電極が有機溶媒によって溶解されてしまうことを防止することができる。
【００１７】
本発明においては、前記層又は前記電極の表面に付着させる前記有機溶媒の量は、前記層又は前記電極の表面を前記有機溶媒の充満した雰囲気に暴露する時間によって制御することが望ましい。この方法によれば、層又は電極の表面に付着する有機溶媒の量を正確に制御することができる。例えば、有機溶媒の濃度が高過ぎる場合には、層又は電極の表面が有機溶媒で結露し、層又は電極の材料によっては溶解してしまう可能性があるが、本発明の方法で付着する有機溶媒の量を適切に制御した場合には、このような問題は発生せず、高品質な発光装置が提供できる。
【００１８】
本発明においては、前記層又は前記電極の表面を前記有機溶媒の充満した雰囲気に暴露する際に、前記層又は前記電極の表面の温度、前記雰囲気の温度及び前記有機溶媒の温度がそれぞれ一定の温度となるように制御することが望ましい。この方法によれば、層又は電極の表面に付着する有機溶媒の量を正確に制御することができる。
【００１９】
本発明の電子機器は、前述した本発明の発光装置又は前述した本発明の発光装置の製造方法により製造されてなる発光装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、信頼性が高く、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図面を参照して説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の発光装置の第１実施形態である有機ＥＬ装置ＥＬ１の概略構成図である。有機ＥＬ装置ＥＬ１は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体２を基体としてなり、基板本体２上に、第１電極としての陽極３、発光層４、有機溶媒層Ｓ及び第２電極としての陰極８を備えている。発光層５及び有機溶媒層Ｓは有機材料によって形成されており、これら発光層５及び有機溶媒層Ｓによって機能層７が形成されている。また、機能層７は第１電極３と第２電極８との間に挟持されており、第１電極３、機能層７及び第２電極８によって、発光素子である有機ＥＬ素子９が形成されている。
【００２２】
第１電極３と第２電極８には、駆動電圧を印加するための配線が接続されている。発光層４には、この配線を介して第１電極３から正孔が、第２電極８から電子がそれぞれ注入されるようになっている。発光層４に注入された正孔及び電子は、発光層５中を移動し、再結合する。この再結合の際に放出されたエネルギーにより、励起子が生成し、この励起子が基底状態に戻る際に蛍光や燐光という形でエネルギーを放出する。有機ＥＬ素子９から放出された光は、ガラス基板等からなる基板本体２から射出され、外部に取り出される（ボトムエミッション方式）。第２電極８がＩＴＯ等の透明導電膜によって形成される場合には、有機ＥＬ素子９から放出された光を第２電極８側から取り出すこともできる（トップエミッション方式）。なお、以下の説明では、発光層４に注入された電子及び正孔をキャリアと呼ぶことがある。
【００２３】
ここで、発光層５は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を含む。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。またカルバゾール(ＣＢＰ)などの低分子材料にこれらの低分子色素をドープして発光層とすることもできる。またトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を電子輸送層として発光層の一部として加えることもできる。
【００２４】
有機溶媒層Ｓは、発光層４と第２電極８との界面に１分子層〜数分子層の厚みの有機溶媒を含んで構成されている。有機溶媒としては、発光層４や第２電極８を劣化させないようなものであれば良く、例えば、ベンゼン、キシレン、トルエン等、一般的に有機ＥＬ素子の作製に用いられるもので良い。図１では、有機溶媒層Ｓを連続した層として記載したが、有機溶媒層Ｓを構成する有機溶媒は、発光層４と第２電極８との界面に島状に（疎らに）配置されていても良く、必ずしも連続的な層として形成されている必要はない。
【００２５】
次に、図２を用いて有機溶媒層Ｓの作用を説明する。同図において（ａ）は有機溶媒として無極性溶媒を用いた場合の説明図であり、（ｂ）は有機溶媒として極性溶媒を用いた場合の説明図である。図２（ａ）に示すように、一般に有機溶媒は絶縁性を有するため、発光層４と第２電極８との間に有機溶媒Ｓｍが存在すると、有機溶媒Ｓｍの存在する部分には電流が流れなくなる。この性質を利用すれば、例えば第２電極８からのキャリア注入が過剰である場合には、キャリアの注入量を減少させることで、キャリアバランスを整えることができる。
【００２６】
一方、図２（ｂ）に示すように、第２電極８から十分なキャリア注入が得られていない場合には、例えば、メタノール、アセトンなど、特に極性の強い溶媒（比誘電率が１０以上）を選択し、発光層４の表面に配置すれば良い。有機溶媒は絶縁性を有するが、極性の強い溶媒の場合には、印加電圧によって有機溶媒が分極するため、第２電極８から発光層４へのキャリア注入障壁が緩和され、トンネル効果による量子力学的なキャリア注入が劇的に増大するからである。
【００２７】
図３は、極性溶媒を用いた場合の有機ＥＬ素子９のバンドダイヤグラムを示す図である。同図において（ａ）は電圧印加前の状態であり、（ｂ）は電圧印加後の状態である。図３（ａ）に示すように、電極に電圧を印加する前の状態においては、第２電極８と発光層４との間には大きなキャリア障壁が形成されており、このキャリア障壁よりも大きなエネルギーを持ったキャリアのみが発光層４に注入されるようになっている。ただし、第２電極８と発光層４との間には、絶縁膜である有機溶媒層Ｓが形成されているため、有機溶媒層Ｓをトンネル効果によって透過したキャリアのみが発光に寄与する。
【００２８】
一方、図３（ｂ）に示すように、電極に電圧を印加すると、有機溶媒層Ｓのバンドが大きく歪み、発光層４のＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道）準位が第２電極８のエネルギー準位と一致する方向に移動する。その結果、第２電極８から供給されるキャリアが、トンネル効果によって発光層４に注入され易くなり、発光層４へのキャリア注入量が劇的に増大する。極性溶媒の場合、比誘電率が発光層よりも十分に大きいため、印加された電圧は有機溶媒層Ｓに集中し、有機溶媒層８のバンドのみが大きく変化する。例えば、極性溶媒の比誘電率を１０以上とすると、発光層の比誘電率は通常２〜３程度であるため、電極間に印加した電圧は概ね有機溶媒層Ｓのみに印加されるようになる。その結果、発光層４のＬＵＭＯ準位が大きく低下し、第２電極８のエネルギー準位と概ね一致するレベルまで移動させることができる。
【００２９】
次に、図４を用いて有機ＥＬ装置ＥＬ１の製造方法を説明する。まず、図４（ａ）に示すように、第１電極３が形成された基板２上に発光層４を形成する。発光層４の形成方法としては、低分子発光材料の場合には真空蒸着法、高分子発光材料の場合にはスピンコート法又はインクジェット法等を用いることができるが、本発明においては特に限定しない。なお、以上のプロセスまでは公知の技術である。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、基板２を有機溶媒で充満した雰囲気に暴露し、発光層４の表面に有機溶媒を付着させる。有機溶媒の充満した雰囲気は、例えばステンレス等の耐薬品性の高い容器５０の内部に、有機溶媒５３の入った容器５２を配置することにより形成することができる。付着させる有機溶媒５３は、発光層４や第２電極８を劣化させないようなものであれば良く、例えば、ベンゼン、キシレン、トルエン等、一般的に有機ＥＬ素子の作製に用いられるもので良い。
【００３１】
発光層４の表面に付着させる有機溶媒５３の量は、発光層４を有機溶媒雰囲気に暴露させる時間によって制御することができる。その際には、発光層４の表面の温度、雰囲気の温度及び有機溶媒５３の温度がそれぞれ一定の温度となるように制御することが望ましい。また、雰囲気中の有機溶媒５３の濃度が高過ぎる場合、発光層４の表面が有機溶媒で結露し、発光層４の材料によっては溶解してしまうので、注意する必要がある。例えば、キシレンを付着させる場合には、発光層４の表面の温度、雰囲気の温度及び有機溶媒５３の温度をそれぞれ一律に３０℃に設定し、１時間暴露処理を行うことにより、１分子層〜数分子層の厚みの有機溶媒層Ｓが得られる。
【００３２】
なお、図４（ｂ）では、発光層表面の温度を制御する温度制御手段として、基板２を加熱する加熱装置５１を記載したが、加熱装置５１以外にも、有機溶媒５３の容器５２の温度を制御する温度制御手段や、容器５０の内部の温度を制御する温度制御手段が必要に応じて配設される。
【００３３】
発光層４の表面に有機溶媒層Ｓが形成されたら、発光層４及び有機溶媒層Ｓ上に第２電極８を形成する。第２電極８を形成する方法としては、真空蒸着法等を用いることができるが、本発明においては特に限定しない。しかし、第２電極８を真空蒸着法等のドライプロセスで形成した場合には、インクジェット法やスピンコート法等のウェットプロセスを用いる場合に比べて、下地となる発光層４の表面に付着した有機溶媒が洗い流されることがない。したがって、発光層４と第２電極８との間に確実に有機溶媒を配置することができ、好適である。
【００３４】
発光層４及び有機溶媒層Ｓ上に第２電極８を形成したら、必要に応じて第２電極８及び発光層４の表面に封止部材を配置し、封止工程を行う。以上により有機ＥＬ素子９が完成する。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の有機ＥＬ装置ＥＬ１においては、発光層４と第２電極８との界面に有機溶媒層Ｓが配置されているので、発光層４と第２電極８との間のキャリアの注入量を有機溶媒の材料及び膜厚によって容易に制御することができる。その結果、高いキャリア注入性及び最適なキャリアバランスが同時に実現され、低電圧、高効率で有機ＥＬ素子９を駆動させることができる。また、発光層４と第２電極８との間に有機溶媒を挿入することで、これらの界面での化学反応による劣化が抑制されるので、キャリアの注入量が低下しにくい長寿命な有機ＥＬ素子９が実現できる。さらには、発光層４及び第２電極８の材料及び構成を変更しなくてもキャリア注入量を制御することができるため、従来のように所望の注入性及び注入安定性を有する新規な材料及び構成を探索する必要がない。その結果、開発コストを低減でき、高品質な有機ＥＬ素子９を搭載した有機ＥＬ装置ＥＬ１を低価格で提供することができる。
【００３６】
また、発光層４を有機溶媒の充満した雰囲気に暴露することにより、発光層４の表面のみに有機溶媒を配置しているため、有機溶媒を発光層４と第２電極８の界面のキャリア注入性のみに関与させることができる。すなわち、有機溶媒が発光層４と第２電極８との界面のみに配置され、発光層４又は第２電極８の内部に配置されないので、有機溶媒が発光層４又は第２電極８の内部でキャリアのトラップサイトとなることを防止することができ、低電圧、高効率で有機ＥＬ素子９を駆動させることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、発光層４を有機発光材料で形成する場合について説明したが、発光層４は有機発光材料に限らず、無機発光材料で形成することもできる。この場合、得られる発光素子は無機ＥＬ素子となる。無機ＥＬ素子の場合、発光層４も真空蒸着法等のドライプロセスで行なわれることになる。この場合、有機溶媒層Ｓを形成する際に、発光層４が有機溶媒によって溶解されてしまうことを防止することができる。
【００３８】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の発光装置の第２実施形態である有機ＥＬ装置ＥＬ２の概略構成図である。なお、第１実施形態と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３９】
有機ＥＬ装置ＥＬ２は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体２を基体としてなり、基板本体２上に、第１電極としての陽極３、第１有機溶媒層Ｓ１、正孔注入層５、第２有機溶媒層Ｓ２、発光層４、第３有機溶媒層Ｓ３、電子注入層６、第４有機溶媒層Ｓ４及び第２電極としての陰極８を備えている。第１有機溶媒層Ｓ１、正孔注入層５、第２有機溶媒層Ｓ２、発光層４、第３有機溶媒層Ｓ３、電子注入層６及び第４有機溶媒層Ｓ４は有機材料によって形成されており、これら第１有機溶媒層Ｓ１、正孔注入層５、第２有機溶媒層Ｓ２、発光層４、第３有機溶媒層Ｓ３、電子注入層６及び第４有機溶媒層Ｓ４によって機能層７が形成されている。また、機能層７は第１電極３と第２電極８との間に挟持されており、第１電極３、機能層７及び第２電極８によって、発光素子である有機ＥＬ素子９が形成されている。
【００４０】
ここで、正孔注入層５としては、アリールアミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポリアニリン誘導体＋有機酸、ポリチオフェン誘導体＋ポリマー酸等が用いられる。特に、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が好適である。また、電子注入層６としては、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシランなどのポリシラン系などの高分子有機材料が好適に用いられる。
【００４１】
第１有機溶媒層Ｓ１は、第１電極３と正孔注入層５との界面に１分子層〜数分子層の厚みの有機溶媒を含んで構成されている。有機溶媒としては、第１電極３や正孔注入層５を劣化させないようなものであれば良く、一般的に有機ＥＬ素子の作製に用いられるもので良い。有機溶媒の材料としては、第１電極３から正孔注入層５へのキャリア注入量が過剰である場合には無極性溶媒が用いられ、第１電極３から正孔注入層５へのキャリア注入量が不足する場合には極性溶媒が用いられる。なお、図５では、第１有機溶媒層Ｓ１を連続した層として記載したが、第１有機溶媒層Ｓ１を構成する有機溶媒は、第１電極３と正孔注入層５との界面に島状に（疎らに）配置されていても良く、必ずしも連続的な層として形成されている必要はない。
【００４２】
第２有機溶媒層Ｓ２は、正孔注入層５と発光層４との界面に１分子層〜数分子層の厚みの有機溶媒を含んで構成されている。有機溶媒としては、正孔注入層５や発光層４を劣化させないようなものであれば良く、一般的に有機ＥＬ素子の作製に用いられるもので良い。有機溶媒の材料としては、正孔注入層５から発光層４へのキャリア注入量が過剰である場合には無極性溶媒が用いられ、正孔注入層５から発光層４へのキャリア注入量が不足する場合には極性溶媒が用いられる。なお、図５では、第２有機溶媒層Ｓ２を連続した層として記載したが、第２有機溶媒層Ｓ２を構成する有機溶媒は、正孔注入層５と発光層４との界面に島状に（疎らに）配置されていても良く、必ずしも連続的な層として形成されている必要はない。
【００４３】
第３有機溶媒層Ｓ３は、発光層４と電子注入層６との界面に１分子層〜数分子層の厚みの有機溶媒を含んで構成されている。有機溶媒としては、発光層４や電子注入層６を劣化させないようなものであれば良く、一般的に有機ＥＬ素子の作製に用いられるもので良い。有機溶媒の材料としては、発光層４から電子注入層６へのキャリア注入量が過剰である場合には無極性溶媒が用いられ、発光層４から電子注入層６へのキャリア注入量が不足する場合には極性溶媒が用いられる。なお、図５では、第３有機溶媒層Ｓ３を連続した層として記載したが、第３有機溶媒層Ｓ３を構成する有機溶媒は、発光層４と電子注入層６との界面に島状に（疎らに）配置されていても良く、必ずしも連続的な層として形成されている必要はない。
【００４４】
第４有機溶媒層Ｓ４は、電子注入層６と第２電極８との界面に１分子層〜数分子層の厚みの有機溶媒を含んで構成されている。有機溶媒としては、電子注入層６や第２電極８を劣化させないようなものであれば良く、一般的に有機ＥＬ素子の作製に用いられるもので良い。有機溶媒の材料としては、電子注入層６から第２電極８へのキャリア注入量が過剰である場合には無極性溶媒が用いられ、電子注入層６から第２電極８へのキャリア注入量が不足する場合には極性溶媒が用いられる。なお、図５では、第４有機溶媒層Ｓ４を連続した層として記載したが、第４有機溶媒層Ｓ４を構成する有機溶媒は、電子注入層６と第２電極８との界面に島状に（疎らに）配置されていても良く、必ずしも連続的な層として形成されている必要はない。
【００４５】
上記構成の有機ＥＬ装置ＥＬ２では、第１電極３と第２電極８との間に発光層４を含む複数の層が形成されているので、第１実施形態の有機ＥＬ装置ＥＬ１に比べてキャリア注入効率の高い有機ＥＬ装置が提供できる。近年では有機ＥＬ素子９は多層化が進行しており、発光層４の上下に電子注入層６や正孔注入層５等、他の有機層を積層する場合が多い。このような有機ＥＬ装置では、第２電極８側及び第１電極３側ともキャリア注入量を制御する場合が生じうるが、本実施形態の有機ＥＬ装置ＥＬ２では、いずれの層の界面でもキャリア注入量を制御することができるため、高いキャリア注入性及び最適なキャリアバランスが同時に実現され、低電圧、高効率で有機ＥＬ素子９を駆動させることができる。また、層と層との間又は層と電極との間に有機溶媒を挿入することで、これらの界面での化学反応による劣化が抑制されるので、キャリアの注入量が低下しにくい長寿命な有機ＥＬ素子９が実現できる。さらには、層及び電極の材料及び構成を変更しなくてもキャリア注入量を制御することができるため、従来のように所望の注入性及び注入安定性を有する新規な材料及び構成を探索する必要がない。その結果、開発コストを低減でき、高品質な有機ＥＬ素子９を搭載した有機ＥＬ装置ＥＬ２を低価格で提供することができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、第１電極３と第２電極８との間に配置される機能層７を正孔注入層５、発光層４及び電子注入層６の３層で形成したが、機能層７の構成はこのようなものに限られず、例えば正孔注入層５と発光層４との間に正孔輸送層を形成したり、発光層４と電子注入層６との間に電子輸送層を形成したりすることもできる。このように機能層７を複数の層によって形成する場合には、下地となる電極若しくは層の表面に付着した有機溶媒を洗い流してしまわないように、有機溶媒層上に配置される層又は電極を真空蒸着法等のドライプロセスで積層することが望ましい。
【００４７】
［画像形成装置］
次に、本発明の発光装置を備えた電子機器の第１実施形態である画像形成装置について説明する。図６は、有機ＥＬ装置をラインヘッドとして備えた画像形成装置１００を示す概略構成図である。
【００４８】
画像形成装置１００は、転写媒体２２の走行経路の近傍に、像担持体としての感光体ドラム１６を備えている。感光体ドラム１６の周囲には、感光体ドラム１６の回転方向（図中に矢印で示す）に沿って、露光装置１５、現像装置１８及び転写ローラ２１が順次配設されている。感光体ドラム１６は、回転軸１７の周りに回転可能に設けられており、その外周面には、回転軸方向中央部に感光面１６Ａが形成されている。露光装置１５及び現像装置１８は感光体ドラム１６の回転軸１７に沿って長軸状に配置されており、その長軸方向の幅は、感光面１６Ａの幅と概ね一致している。
【００４９】
この画像形成装置１００では、まず、感光体ドラム１６が回転する過程において、露光装置１５の上流側に設けられた図示略の帯電装置により感光体ドラム１６の表面（感光面１６Ａ）が例えば正（＋）に帯電され、次いで露光装置１５により感光体ドラム１６の表面が露光されて表面に静電潜像ＬＡが形成される。さらに、現像装置１８の現像ローラ１９により、トナー（現像剤）２０が感光体ドラム１６の表面に付与され、静電潜像ＬＡの電気的吸着力によって静電潜像ＬＡに対応したトナー像が形成される。なお、トナー粒子は正（＋）に帯電されている。
【００５０】
現像装置１８によるトナー像の形成後は、感光体ドラム１６の更なる回転によりトナー像が転写媒体２２に接触し、転写ローラ２１により転写媒体２２の背面からトナー像のトナー粒子とは逆極性の電荷（ここでは負（−）の電荷）が付与され、これに応じて、トナー像を形成するトナー粒子が感光体ドラム１６の表面から転写媒体２２に吸引され、トナー像が転写媒体２２の表面に転写される。
【００５１】
露光装置１５は、複数の有機ＥＬ素子９を有するラインヘッド１と、該ラインヘッド１から放射された光Ｌを正立等倍結像させる複数のレンズ素子１３を有する結像光学素子１２とを備えている。ラインヘッド１と結像光学素子１２とは、互いにアライメントされた状態で図示略のヘッドケースによって保持され、感光体ドラム１６上に固定されている。
【００５２】
ラインヘッド１は、複数の有機ＥＬ素子９を感光体ドラム１６の回転軸１７に沿って配列してなる発光素子列１０と、有機ＥＬ素子９を駆動させる図示略の駆動素子からなる駆動素子群と、これら駆動素子（駆動素子群）の駆動を制御する制御回路群１１とを備えている。有機ＥＬ素子９、駆動素子群及び制御回路群１１は長細い矩形の素子基板（基体）２上に一体形成されている。
【００５３】
結像光学素子１２は、日本板硝子株式会社製のセルフォック（登録商標）レンズ素子と同様の構成からなるレンズ素子１３を感光体ドラム１６の回転軸１７に沿って千鳥状に２列配列（配置）してなるレンズ素子列１４を備えている。
【００５４】
この画像形成装置１００は、ラインヘッド１に形成された有機ＥＬ素子９が、上述した本発明の発光素子の構造を備えている。そのため、発光輝度が高く、露光不良の生じない画像形成装置となる。
【００５５】
［有機ＥＬ表示装置］
次に、本発明の発光装置を備えた電子機器の第２実施形態である有機ＥＬ表示装置について説明する。図７は、有機ＥＬ素子を画素としてマトリクス状に備えた有機ＥＬ表示装置２００の概略構成図である。
【００５６】
有機ＥＬ表示装置２００は、基体２上に、回路素子としての薄膜トランジスタを含む回路素子部３０、陽極である画素電極（第１電極）３、発光層を含む有機機能層７、陰極である対向電極（第２電極）８、及び封止部３２等を備えている。
【００５７】
基体２としては、例えば、ガラス基板が用いられる。本発明における基板としては、ガラス基板の他に、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や回路基板に用いられる公知の様々な基板が適用される。
【００５８】
基体２上には、発光領域としての複数の画素領域Ａがマトリクス状に配列されており、カラー表示を行う場合、例えば、赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の各色に対応する画素領域Ａが所定の配列で形成される。各画素領域Ａには、画素電極３が配置され、その近傍には信号線４２、共通給電線４３、走査線４１及び図示しない他の画素電極用の走査線等が配置されている。画素領域Ａの平面形状は、図に示す矩形の他に、円形、長円形など任意の形状が適用可能である。
【００５９】
封止部３２は、水や酸素の侵入を防いで対向電極８あるいは有機機能層７の酸化を防止するものであり、基体２に貼り合わされる封止基板（又は封止缶）３４を含む。封止基板３４は、ガラスや金属等からなり、基体２と封止基板３４とはシール剤を介して貼り合わされている。基体２の内側には乾燥剤が配置されており、基板間に形成された空間には不活性ガスを充填した不活性ガス充填層３３が形成されている。
【００６０】
画素領域Ａには、走査線４１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の第１の薄膜トランジスタ４４と、この薄膜トランジスタ４４を介して信号線４２から供給される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用の第２の薄膜トランジスタ４５と、この薄膜トランジスタ４５を介して共通給電線４３に電気的に接続したときに共通給電線４３から駆動電流が流れ込む画素電極３と、画素電極３と対向電極８との間に挟み込まれる有機機能層７とが設けられている。有機機能層７は発光層を含み、発光素子である有機ＥＬ素子９は、画素電極３、対向電極８、及び有機機能層７等を含んで構成される。
【００６１】
画素領域Ａでは、走査線４１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ４４がオンになると、そのときの信号線４２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、この保持容量ｃａｐの状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ４５の導通状態が決まる。また、第２の薄膜トランジスタ４５のチャネルを介して共通給電線４３から画素電極３に電流が流れ、さらに有機機能層７を通じて対向電極８に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて、有機機能層７が発光する。
【００６２】
有機ＥＬ表示装置２００においては、有機機能層７から基体２側に発した光が、回路素子部３０及び基体２を透過して基体２の下側（観測者側）に射出されるとともに、有機機能層７から基体２の反対側に発した光が対向電極８により反射されて、その光が回路素子部３０及び基体２を透過して基体２の下側（観測者側）に射出される（ボトムエミッション型）。なお、対向電極８として、透明な材料を用いることにより対向電極側から発光する光を射出させることもできる（トップエミッション型）。この場合、対向電極用の透明な材料としては、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、もしくはＰｄを用いることができる。
【００６３】
この有機ＥＬ表示装置２００は、画素領域Ａに形成された有機ＥＬ素子９が、上述した本発明の発光素子の構造を備えている。そのため、発光輝度が高く、明るい表示が可能な有機ＥＬ表示装置となる。
【００６４】
［発光ダイオード］
次に、本発明の発光装置を備えた電子機器の第３実施形態である発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）について説明する。図８は、無機発光素子を発光部として備えた発光ダイオード３００の概略構成図である。
【００６５】
発光ダイオード３００は、発光素子であるＬＥＤチップ９と、ＬＥＤチップ９を支持する支持体（ステム）６１とを備えている。支持体６１は概略円柱状に形成されており、支持体６１の中央部には、ＬＥＤチップ９を収用するための凹部６９が形成されている。ＬＥＤチップ９は、凹部６９の底面にＡｇペースト６２等を介して接合されている。支持体６１にはインナーリード６３とマウントリード６４とが設けられており、インナーリード６３とＬＥＤチップ９のｎ側取出電極とが金線６５により接続され、マウントリード６４とＬＥＤチップ９のｐ側取出電極とが金線６６により接続されている。支持体６１の外周部にはフランジ部６８が設けられており、フランジ部６８上に透明なキャップ６７が配置され、ＬＥＤチップ９が気密封止されている。
【００６６】
この発光ダイオード３００は、ＬＥＤチップ９が、上述した本発明の発光素子の構造を備えている。そのため、発光輝度が高く、低電圧で駆動可能な発光ダイオードとなる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。また、上記実施形態では、発光装置の一例として有機ＥＬ装置を説明したが、本発明は有機ＥＬ装置に限らず、発光層を含む少なくとも１層以上の無機薄膜を上下一対の電極で挟んだ無機ＥＬ装置や無機ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の他の発光装置についても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】発光装置の第１実施形態である有機ＥＬ装置の概略構成図である。
【図２】同有機ＥＬ装置の設けられた有機溶媒層の作用を説明する説明図である。
【図３】同有機ＥＬ装置の設けられた有機溶媒層の作用を説明する説明図である。
【図４】同有機ＥＬ装置の製造方法を説明する説明図である。
【図５】発光装置の第２実施形態である有機ＥＬ装置の概略構成図である。
【図６】電子機器の第１実施形態である画像形成装置の概略構成図である。
【図７】電子機器の第２実施形態である有機ＥＬ表示装置の概略構成図である。
【図８】電子機器の第３実施形態である発光ダイオードの概略構成図である。
【符号の説明】
【００６９】
２…基板本体、３…第１電極、４…発光層、５…正孔注入層、６…電子注入層、７…機能層、８…第２電極、９…有機ＥＬ素子（発光素子）、１００…画像形成装置（電子機器）、２００…有機ＥＬ表示装置（電子機器）、３００…発光ダイオード（電子機器）、ＥＬ１，ＥＬ２…有機ＥＬ装置（発光装置）、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…有機溶媒層、Ｓｍ…有機溶媒
【図１】
2008103396.tif 000003
【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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【図８】
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