(57)【要約】  【課題】  高温でも有機薄膜の変化が少なく、信頼性が高く、かつ、製造が容易な有機電界発光素子及びその製造方法を実現すること。  【解決手段】  有機電界発光素子１００は、基板１上に、第１の電極１１が図１の紙面と直交する方向に延設され、その上に低分子系材料を塗布して発光層となる第１の有機薄膜２１が形成され、当該有機薄膜２１の上に、ホールブロック層となる第２の有機薄膜２２が形成され、当該第２の有機薄膜２２上に第２の電極１２が第１の電極１１と直交する方向に延設された構造となっている。この構造の有機電界発光素子１００では、発光層を塗布形成できるので、製造が容易であり、また、ホールブロック層を設けているので、発光効率を高めることができる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有した第１の電極を備えた絶縁性の基板と、
少なくとも正孔輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも電子輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも発光の性質を有する低分子有機材料とを混合し、かつ溶媒に溶かした有機薄膜形成用溶液を用いて、前記基板の上に形成した第１の有機薄膜と、
導電性を有した第２の電極と
を備えたことを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記第１の有機薄膜上に、当該第１の有機薄膜を溶解しない成膜法を用いて形成したホールブロッキング層としての第２の有機薄膜を備え、
当該第２の有機薄膜上に前記第２の電極を設けたことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記第１の電極及び前記基板が可視光に対して透過性を有し、前記第２の電極が可視光に対して反射性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記第１の電極及び前記基板が可視光に対して反射性を有し、前記第２の電極が可視光に対して透過性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記基板と前記第１の有機薄膜との間にホール注入層である有機薄膜からなる緩衝層を備えたことを特徴する請求項１乃至４の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記緩衝層の有機薄膜が、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＯＴ）系材料から構成されたことを特徴とした請求項５に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記第２の有機薄膜が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）から構成されたことを特徴とした請求項２乃至６の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記第２の有機薄膜が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）から構成されたことを特徴とした請求項２乃至６の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記第２の有機薄膜が、トリアゾール誘導体から構成されたことを特徴とした請求項２乃至６の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）から構成されたことを特徴とした請求項１乃至９の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）から構成されたことを特徴とした請求項１乃至９の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）から構成されたことを特徴とした請求項１乃至９の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
前記発光の性質を有する低分子有機材料が燐光発光材料から構成されたことを特徴とした請求項１乃至１２の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１４】
前記溶媒が塩素系有機溶媒から構成されたことを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１５】
前記正孔輸送の性質を有する低分子有機材料に、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）と、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）とを重量比で０対１０〜１対９の範囲で混合した有機材料を用いたことを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１６】
少なくとも正孔輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも電子輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも発光の性質を有する低分子有機材料とを混合して、溶媒に溶解して有機薄膜形成用溶液を生成する有機薄膜形成用溶液生成工程と、
当該有機薄膜形成用溶液生成工程で生成した有機薄膜形成用溶液を導電性を有した第１の電極を備えた絶縁性の基板上に塗布する第１の有機薄膜生成工程と、
導電性を有した第２の電極の生成工程と
を備えたことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の有機薄膜上に、当該第１の有機薄膜を溶解しない成膜法を用いたホールブロッキング層としての第２の有機薄膜生成する工程を備えたことを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の電極及び前記基板が可視光に対して透過性を有し、前記第２の電極が可視光に対して反射性を有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記第１の電極及び前記基板が可視光に対して反射性を有し、前記第２の電極が可視光に対して透過性を有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記基板と前記第１の有機薄膜との間にホール注入層である有機薄膜からなる緩衝層を生成する工程を備えたことを特徴する請求項１６乃至１９の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記緩衝層の有機薄膜が、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＯＴ）系材料から構成されたことを特徴とした請求項２０に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記第２の有機薄膜が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）から構成されたことを特徴とした請求項１７乃至２１の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２３】
前記第２の有機薄膜が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）から構成されたことを特徴とした請求項１７乃至２１の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２４】
前記第２の有機薄膜が、トリアゾール誘導体から構成されたことを特徴とした請求項１７乃至２１の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２５】
前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４  −オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）から構成されたことを特徴とした請求項１６乃至２４の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２６】
前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）から構成されたことを特徴とした請求項１６乃至２４の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２７】
前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）から構成されたことを特徴とした請求項１６乃至２４の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２８】
前記発光の性質を有する低分子有機材料が燐光発光材料から構成されたことを特徴とした請求項１６乃至２７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２９】
前記溶媒が塩素系有機溶媒から構成されたことを特徴とする請求項１６乃至２８の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項３０】
前記正孔輸送の性質を有する低分子有機材料に、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）と、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）とを重量比で０対１０〜１対９の範囲で混合した有機材料を用いたことを特徴とする請求項１６乃至２９の何れかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子及びその製造方法に関し、詳細には、低分子系有機材料を用いることにより、発光効率を高め、駆動電圧を低減できる有機電界発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）は、１９８７年のＴａｎｇとＶａｎＳｌｙｋｅのアプライドフィジックスレターズ誌での報告（非特許文献１参照）以来、活発に研究開発が進んでおり、それから１５年が経過した現在、カーオーディオの表示部、車載用表示パネル、携帯端末の表示部等に使用されるに至っている。この有機電界発光素子の有機薄膜の成膜法の一例としては、高分子系有機材料の溶液をインクジェット法により塗布することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このインクジェット法による高分子系有機材料の塗布は、効率よく有機薄膜の製造を行うことができるという特徴がある。
【非特許文献１】アプライドフィジックスレターズ紙、第５１巻、９１３頁
【特許文献１】特開２００３−８６３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、高分子系有機材料は、精製の難しさ、高分子鎖長の不均一、膜の分子形状の不均一に伴う伝導・発光特性の不均一、高分子鎖に接した溶媒、水分除去の困難さ等に伴い、安定性に欠け信頼性が低いという問題点があった。高分子系有機材料の塗布法に変えて、低分子系材料の蒸着法を用いることも考えられるが、低分子系材料のパターニングには、マスク蒸着を用いる必要が有り、高精細化、大面積化が難しいという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高温でも有機薄膜の変化が少なく、信頼性が高く、かつ、製造が容易な有機電界発光素子及びその製造方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明の有機電界発光素子では、導電性を有した第１の電極を備えた絶縁性の基板と、少なくとも正孔輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも電子輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも発光の性質を有する低分子有機材料とを混合し、かつ溶媒に溶かした有機薄膜形成用溶液を用いて、前記基板の上に形成した第１の有機薄膜と、導電性を有した第２の電極とを備えている。
【０００６】
また、請求項２に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記第１の有機薄膜上に、当該第１の有機薄膜を溶解しない成膜法を用いて形成したホールブロッキング層としての第２の有機薄膜を備え、当該第２の有機薄膜上に前記第２の電極を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記第１の電極及び前記基板が可視光に対して透過性を有し、前記第２の電極が可視光に対して反射性を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記第１の電極及び前記基板が可視光に対して反射性を有し、前記第２の電極が可視光に対して透過性を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記基板と前記第１の有機薄膜との間にホール注入層である有機薄膜からなる緩衝層を備えたことを特徴する。
【００１０】
また、請求項６に係る発明の有機電界発光素子では、請求項５に記載の発明の構成に加えて、前記緩衝層の有機薄膜が、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＯＴ）系材料から構成されたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７に係る発明の有機電界発光素子では、請求項２乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記第２の有機薄膜が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）から構成されたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８に係る発明の有機電界発光素子では、請求項２乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記第２の有機薄膜が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）から構成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項９に係る発明の有機電界発光素子では、請求項２乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記第２の有機薄膜が、トリアゾール誘導体から構成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項１０に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至９の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）から構成されたことを特徴とした有機電界発光素子。
【００１５】
また、請求項１１に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至９の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）から構成されたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１２に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至９の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）から構成されたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１３に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至１２の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記発光の性質を有する低分子有機材料が燐光発光材料から構成されたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１４に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至１３の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記溶媒が塩素系有機溶媒から構成されたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１５に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至１４の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記正孔輸送の性質を有する低分子有機材料に、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）と、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）とを重量比で０対１０〜１対９の範囲で混合した有機材料を用いたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１６に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、少なくとも正孔輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも電子輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも発光の性質を有する低分子有機材料とを混合して、溶媒に溶解して有機薄膜形成用溶液を生成する有機薄膜形成用溶液生成工程と、当該有機薄膜形成用溶液生成工程で生成した有機薄膜形成用溶液を導電性を有した第１の電極を備えた絶縁性の基板上に塗布する第１の有機薄膜生成工程と、導電性を有した第２の電極の生成工程とを備えている。
【００２１】
また、請求項１７に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６に記載の発明の構成に加えて、前記第１の有機薄膜上に、当該第１の有機薄膜を溶解しない成膜法を用いたホールブロッキング層としての第２の有機薄膜生成する工程を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１８に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６又１７に記載の発明の構成に加えて、前記第１の電極及び前記基板が可視光に対して透過性を有し、前記第２の電極が可視光に対して反射性を有することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１９に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６又は１７に記載の発明の構成に加えて、前記第１の電極及び前記基板が可視光に対して反射性を有し、前記第２の電極が可視光に対して透過性を有することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項２０に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至１９の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記基板と前記第１の有機薄膜との間にホール注入層である有機薄膜からなる緩衝層を生成する工程を備えたことを特徴する。
【００２５】
また、請求項２１に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項２０に記載の発明の構成に加えて、前記緩衝層の有機薄膜が、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＯＴ）系材料から構成されたことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項２２に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１７乃至２１の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記第２の有機薄膜が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）から構成されたことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項２３に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１７乃至２１の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記第２の有機薄膜が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）から構成されたことを特徴とする。
【００２８】
また、請求項２４に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１７乃至２１の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記第２の有機薄膜が、トリアゾール誘導体から構成されたことを特徴とする。
【００２９】
また、請求項２５に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２４の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４  −オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）から構成されたことを特徴とする。
【００３０】
また、請求項２６に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２４の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）から構成されたことを特徴とする。
【００３１】
また、請求項２７に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２４の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）から構成されたことを特徴とする。
【００３２】
また、請求項２８に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２７の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記発光の性質を有する低分子有機材料が燐光発光材料から構成されたことを特徴とする。
【００３３】
また、請求項２９に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２８の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記溶媒が塩素系有機溶媒から構成されたことを特徴とする。
【００３４】
また、請求項３０に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２９の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記正孔輸送の性質を有する低分子有機材料に、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）と、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）とを重量比で０対１０〜１対９の範囲で混合した有機材料を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
請求項１に係る発明の有機電界発光素子では、第１の有機薄膜を、少なくとも正孔輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも電子輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも発光の性質を有する低分子有機材料と混合して溶媒に溶かしているので、高温でも安定性が高い低分子有機材料を溶媒に溶かした有機薄膜形成用溶液を用いて、基板の上に第１の有機薄膜をパターニング法やインクジェット法により容易に形成することができる。
【００３６】
また、請求項２に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、第１の有機薄膜上に、当該第１の有機薄膜を溶解しない成膜法を用いて形成したホールブロッキング層としての第２の有機薄膜を備えているので、ホールの通り抜けを防止して、ホールと電子の再結合率を向上して、発光効率を高めることができる。
【００３７】
また、請求項３に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１又は２に記載の効果に加えて、第１の電極及び基板が可視光に対して透過性を有し、第２の電極が可視光に対して反射性を有するので、基板側から効率良く光を放出するボトムエミッションタイプの素子を実現できる。
【００３８】
また、請求項４に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１又は２に記載の効果に加えて、第１の電極及び前記基板が可視光に対して反射性を有し、第２の電極が可視光に対して透過性を有するので、第２の電極側から効率良く光を放出するトップエミッションタイプの素子を実現できる。
【００３９】
また、請求項５に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至４の何れかに記載の効果に加えて、基板と第１の有機薄膜との間にホール注入層である有機薄膜からなる緩衝層を備えているので、第１の有機薄膜にホールの注入が容易になり、有機電界発光素子の駆動電圧を低下させることができる。
【００４０】
また、請求項６に係る発明の有機電界発光素子では、請求項５に記載の効果に加えて、緩衝層の有機薄膜が、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＯＴ）系材料であるので、第１の有機薄膜にホールの注入が容易になり、有機電界発光素子の駆動電圧を低下させることができる。
【００４１】
また、請求項７に係る発明の有機電界発光素子では、請求項２乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、第２の有機薄膜が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）であるので、ホールの通り抜けを防止して、ホールと電子の再結合率を向上して、発光効率を高めることができる。
【００４２】
また、請求項８に係る発明の有機電界発光素子では、請求項２乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、第２の有機薄膜が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）であるので、第２の有機薄膜がホールブロッキング層として機能し、ホールの通り抜けを防止して、ホールと電子の再結合率を向上して、発光効率を高めることができる。
【００４３】
また、請求項９に係る発明の有機電界発光素子では、請求項２乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、第２の有機薄膜が、トリアゾール誘導体であるので、第２の有機薄膜がホールブロッキング層として機能し、ホールの通り抜けを防止して、ホールと電子の再結合率を向上して、発光効率を高めることができる。
【００４４】
また、請求項１０に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至９の何れかに記載の発明の効果に加えて、電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）であるので、高温でも安定性が高い低分子有機材料を用いて電子輸送層を構成することができる。
【００４５】
また、請求項１１に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至９の何れかに記載の発明の効果に加えて、電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）であるので、高温でも安定性が高い低分子有機材料を用いて電子輸送層を構成することができる。
【００４６】
また、請求項１２に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至９の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）であるので、高温でも安定性が高い低分子有機材料を用いて電子輸送層を構成することができる。
【００４７】
また、請求項１３に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至１２の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記発光の性質を有する低分子有機材料が燐光発光材料であるので発光効率を高めることができる。
【００４８】
また、請求項１４に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至１３の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記溶媒として塩素系有機溶媒を使用しているので、第１の有機薄膜の形成を塗布法、インクジェット法等で行うことができる。
【００４９】
また、請求項１５に係る発明の有機電界発光素子では、請求項１乃至１４の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記正孔輸送の性質を有する低分子有機材料に、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）と、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）とを重量比で０対１０〜１対９の範囲で混合した有機材料を用いているので、発光効率を高めることができる。
【００５０】
また、請求項１６に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、第１の有機薄膜を、少なくとも正孔輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも電子輸送の性質を有する低分子有機材料と、少なくとも発光の性質を有する低分子有機材料と混合して溶媒に溶かしているので、高温でも安定性が高い低分子有機材料を溶媒に溶かした有機薄膜形成用溶液を用いて、基板の上に第１の有機薄膜をパターニング法やインクジェット法により容易に形成することができる。
【００５１】
また、請求項１７に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６に記載の発明の効果に加えて、第１の有機薄膜上に、当該第１の有機薄膜を溶解しない成膜法を用いて形成したホールブロッキング層としての第２の有機薄膜を備えているので、ホールの通り抜けを防止して、ホールと電子の再結合率を向上して、発光効率を高めた有機電界発光素子を製造できる。
【００５２】
また、請求項１８に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６又は１７に記載の効果に加えて、第１の電極及び基板が可視光に対して透過性を有し、第２の電極が可視光に対して反射性を有するので、基板側から効率良く光を放出するボトムエミッションタイプの素子を製造できる。
【００５３】
また、請求項１９に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６又は１７に記載の効果に加えて、第１の電極及び前記基板が可視光に対して反射性を有し、第２の電極が可視光に対して透過性を有するので、第２の電極側から効率良く光を放出するトップエミッションタイプの素子を実現できる。
【００５４】
また、請求項２０に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６至１９の何れかに記載の効果に加えて、基板と第１の有機薄膜との間にホール注入層である有機薄膜からなる緩衝層を備えているので、第１の有機薄膜へホールの注入が容易になり、有機電界発光素子の駆動電圧を低下させることができる。
【００５５】
また、請求項２１に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項２０に記載の効果に加えて、緩衝層の有機薄膜が、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＯＴ）系材料であるので、ホールの注入が容易になり、有機電界発光素子の駆動電圧を低下させることができる有機電界発光素子を製造できる。
【００５６】
また、請求項２２に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１７乃至２１の何れかに記載の発明の効果に加えて、第２の有機薄膜が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）であるので、ホールの通り抜けを防止して、ホールと電子の再結合率を向上して、発光効率を高めた有機電界発光素子を製造できる。
【００５７】
また、請求項２３に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１７乃至２１の何れかに記載の発明の効果に加えて、第２の有機薄膜が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）であるので、第２の有機薄膜がホールブロッキング層として機能し、ホールの通り抜けを防止して、ホールと電子の再結合率を向上して、発光効率を高めた有機電界発光素子を製造できる。
【００５８】
また、請求項２４に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１７乃至２１の何れかに記載の発明の効果に加えて、第２の有機薄膜が、トリアゾール誘導体であるので、第２の有機薄膜がホールブロッキング層として機能し、ホールの通り抜けを防止して、ホールと電子の再結合率を向上して、発光効率を高めた有機電界発光素子を製造できる。
【００５９】
また、請求項２５に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２４の何れかに記載の発明の効果に加えて、電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）であるので、高温でも安定性が高い低分子有機材料を用いて電子輸送層を備えた有機電界発光素子を製造できる。
【００６０】
また、請求項２６に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２４の何れかに記載の発明の効果に加えて、電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）であるので、高温でも安定性が高い低分子有機材料を用いて電子輸送層を備えた有機電界発光素子を製造できる。
【００６１】
また、請求項２７に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６至２４の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記電子輸送の性質を有する低分子有機材料が、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）であるので、高温でも安定性が高い低分子有機材料を用いて電子輸送層を備えた有機電界発光素子を製造できる。
【００６２】
また、請求項２８に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２７の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記発光の性質を有する低分子有機材料が燐光発光材料であるので発光効率を高めた有機電界発光素子を製造できる。
【００６３】
また、請求項２９に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２８の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記溶媒として塩素系有機溶媒を使用しているので、第１の有機薄膜の形成を塗布法、インクジェット法等で行うことができる。
【００６４】
また、請求項３０に係る発明の有機電界発光素子の製造方法では、請求項１６乃至２９の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記正孔輸送の性質を有する低分子有機材料に、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）と、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）とを重量比で０対１０〜１対９の範囲で混合した有機材料を用いているので、発光効率を高めた有機電界発光素子を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下、本発明の第１の実施の形態である有機電界発光素子１００及びその製造方法について図面を参照して説明する。図１は、有機電界発光素子１００の縦断面図である。この有機電界発光素子１００は、有機ＥＬディスプレイ装置等に用いられるものであり、図１に示す基板１側から発光するボトムエミッションタイプのものを例に説明する。
【００６６】
まず、有機電界発光素子１００の構成の概略について説明する。図１に示すように、有機電界発光素子１００は、基板１上に、第１の電極１１が形成され、その上に第１の有機薄膜２１が形成され、当該有機薄膜２１の上に、第２の有機薄膜２２が形成され、当該第２の有機薄膜２２上に第２の電極１２が形成されている。尚、第１の電極１１と第２の電極１２とは互いに直交する方向に延設された構造となっている。従って、第１の電極１１は、図１の紙面と直交する方向に延設され、第２の電極１２は、その第１の電極１１の延設方向と直交する方向（図１に於ける左右方向）に延設されている。
【００６７】
次に、基板１について説明する。本実施の形態の有機電界発光素子１００に用いられる基板１は、可視光に対して透過性を有し（一例として、透明の性質を有し）、かつ絶縁性の性質を有する材質から構成され、一例としては、ガラス、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が用いられる。
【００６８】
次に、第１の電極１１について説明する。第１の電極１１は、導電性を有し、かつ可視光に対して透過性を有し（一例として、透明の性質を有し）、図１の紙面と直交する方向に所定の幅で延設されている。この第１の電極１１を陽極とする場合には、その材質の特性として、高仕事関数であること、表面形状が平坦であり断面が台形状に形成できること、第１の有機薄膜２１に対して、充分な正孔供給が可能なこと、安定なこと等が必要である。この第１の電極１１に用いられる材質の一例としては、インジュウム酸化膜とスズ酸化膜の混合物であるＩＴＯや、インジュウム酸化膜と亜鉛酸化膜の混合物であるＩＺＯ等がある。
【００６９】
次に、第１の有機薄膜２１について説明する。有機薄膜２１は、正孔輸送の性質を有する低分子系正孔輸送材料に、電子輸送の性質を有する低分子系電子輸送材料を混合し、さらに、発光の性質を有する低分子発光材を混合し、かつ塩素系有機溶媒（一例として、１，２−ジクロルエタン、クロロホルム）に溶かした有機薄膜形成用溶液を用い塗布形成されたものである。
【００７０】
第１の有機薄膜２１に用いられる低分子系正孔輸送材料の一例として、本実施の形態では、非晶質膜が形成可能と言うことで代表的な有機ＥＬ素子特性評価に用いられているＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を使用した。
【００７１】
また、第１の有機薄膜２１に用いられる低分子系電子輸送材料の一例としては、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）や、２，５−ビス（６’−（２’，２”−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール  （ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）や、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）や、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ、バソクプロイン）、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）や、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）等がある。
【００７２】
また、第１の有機薄膜２１に用いられる低分子発光材料の一例として本実施の形態では、色素としては緑色発光剤であるクマリン６（Ｃ６）、燐光材料の場合は、ｆａｃトリ（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を使用した。
【００７３】
また、有機薄膜形成用溶液にホスト材料として４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）を付加した。
【００７４】
次に、第２の有機薄膜２２について説明する。第２の有機薄膜２２は、第１の有機薄膜２１の発光特性を大幅に改善するために設けられ、「ホールブロック層」と呼ばれるものである。この第２の有機薄膜２２は、正孔（ホール）の通過を阻止して、第１の有機薄膜２１内を移動するホールと電子の再結合率を向上して、第１の有機薄膜２１の発光効率上げる働きをする。この第２の有機薄膜２２は、第１の有機薄膜が溶融しない、前記有機薄膜形成用溶液とは別の溶媒を用いた湿式法や、ＣＶＤ、蒸着等を含む各種乾式法により第１の有機薄膜２１の上に成膜される。
【００７５】
次に、第２の電極１２について説明する。第２の電極１２は、導電性を有する材質から形成されている。また、図１に示すように、第２の電極１２は、第１の電極１１の延設方向と直交する方向（図１に於ける左右方向）に延設されている。ここで、第２の電極１２を陰極とする場合には、望ましい性質としては、低仕事関数であること、形成後の表面が平坦であること、デバイスに対し充分な電子供給が可能なこと、酸化しにくく安定なこと等がある。この第２の電極１２の材質の一例としては、単体としては、Ａｌ、Ｃｓ、Ｅｒ等を用いることができ、合金としては、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＡｌＬｉ、ＡｌＭｇ、ＣｓＴｅ等を用いることができ、また、積層構造にする場合には、Ｃａ／Ａｌ、Ｍｇ／Ａｌ、Ｌｉ／Ａｌ、Ｃｓ／Ａｌ、Ｃｓ２Ｏ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＥｒＦ３／Ａｌ等の組み合わせを用いることができる。
【００７６】
次に、上記の構成を備えた有機電界発光素子１００の製造方法の一例について図１乃至図５を参照して説明する。図２は、有機電界発光素子１００の基板１を示す縦断面図であり、図３は、有機電界発光素子１００の基板１上に第１の電極１１を蒸着した状態を示す縦断面図であり、図４は、有機電界発光素子１００の第１の有機薄膜２１を塗布した状態を示す縦断面図であり、図５は、有機電界発光素子１００の第２の有機薄膜２２を塗布した状態を示す縦断面図である。有機電界発光素子１００の製造工程の第１段階では、まず、図２に示すような板状の基板１の洗浄を行う。具体的には、ガラス板等から構成された基板１の表面を有機溶媒を用いて洗浄を行い、その上に、図３に示すように、ＩＴＯを一例として１５０ｎｍの厚みでスパッタ法により堆積して、陽極としての第１の電極１１を形成する。ＩＴＯが１５０ｎｍの厚みの場合の光透過率は８１％であった。そして、第１の電極１１の表面を中性洗剤洗浄、アセトン洗浄、イソプロピルアルコール洗浄の一連の有機溶媒系の洗浄を行い、乾燥処理を行った後、有機層形成前処理として、紫外線オゾンクリーナ処理を２５分間行った。
【００７７】
次に、第１の有機薄膜２１の形成を行う。具体的には、前記正孔輸送の性質を有する低分子系正孔輸送材料に、前記電子輸送の性質を有する低分子系電子輸送材料を混合し、さらに、前記発光の性質を有する低分子発光材料を混合し、塩素系有機溶媒（一例として、１，２−ジクロルエタン、クロロホルム）に溶かした有機薄膜形成用溶液を生成し、この有機薄膜形成用溶液を用いて、図４に示すように、スピンコート法により、第１の有機薄膜２１の形成を行う。この第１の有機薄膜２１の膜厚は５０〜２００ｎｍ、好ましくは８０〜１２０ｎｍである。尚、有機薄膜形成用溶液の塗布は、スピンコート法以外にも、インクジェット法、ディップコート法、カーテンコート法、バーコート法、印刷法等も用いることができる。
【００７８】
次に、図５に示すように、第１の有機薄膜２１の上に、ホールブロック層を形成するために、第２の有機薄膜２２を形成する。この第２の有機薄膜２２の一例としては、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）や、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）や、トリアゾール誘導体等を用いることができる。これらの物質を第１の有機薄膜２１が溶融しない、有機薄膜形成用溶液とは別の溶媒（一例として、親水性の溶媒、アルコール溶媒、水性溶媒等の溶媒）を用いた湿式法や、ＣＶＤ法、蒸着法等を含む各種乾式法により、第１の有機薄膜２１の上に成膜する。
【００７９】
次いで、図１に示すように、第２の有機薄膜２２の上に、陰極構造の第２の電極１２を形成する。この第２の電極１２は、図１に示すように、第１の電極１１の延設方向と直交する方向（図１に於ける左右方向）に延設されている。陰極構造の第２の電極１２の材質の一例としては、単体としては、Ａｌ、Ｃｓ、Ｅｒ等を用いることができ、合金としては、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＡｌＬｉ、ＡｌＭｇ、ＣｓＴｅ等を用いることができ、また、積層構造にする場合には、Ｃａ／Ａｌ、Ｍｇ／Ａｌ、Ｌｉ／Ａｌ、Ｃｓ／Ａｌ、Ｃｓ２Ｏ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＥｒＦ３／Ａｌ等の組み合わせを用いることができるが、ここでは、ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌを真空蒸着法により形成した。
【００８０】
次に、上記第１の実施の形態の有機電界発光素子１００の実施例１として、ＴＰＤ：ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝（０〜１０）重量部：（１００〜９０）重量部：５重量部の比率で混合した低分子有機材料を、１，２−ジクロロエタン溶媒に溶かした２重量％溶液を使用し、スピンコート法により第１の有機薄膜２１の形成を行い、その上にホールブロック層としての第２の有機薄膜２２を２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンを蒸着して有機電界発光素子１００を形成した。即ち、この実施例１の有機電界発光素子１００では、燐光材料を発光層としての第１の有機薄膜２１に用い、ホールブロック層として第２の有機薄膜２２を設けている。尚、１，２−ジクロロエタン溶媒の濃度としては、０．１〜５重量％であれば良い。
【００８１】
上記実施例１の対比例として、ＴＰＤ：ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝（０〜１０）重量部：（１００〜９０）重量部：５重量部の比率で混合した低分子有機材料を、１，２−ジクロロエタン溶媒に溶かした２重量％溶液を使用し、スピンコート法により第１の有機薄膜２１の形成を行い、その上にホールブロック層としての第２の有機薄膜２２を設けない比較用単層構造素子を形成し比較実験を行った。
【００８２】
上記の実施例１の有機電界発光素子１００と対比例との比較実験結果を図６及び図７を参照して説明する。 図６は、実施例１と対比例の電流密度−電圧特性を示すグラフであり、図７は、実施例１と対比例の輝度−電流密度特性を示すグラフである。尚、図６及び図７では、白三角のマークは、ＴＰＤ：ＣＢＰ＝０重量部：１００重量部の場合を示し、白丸のマークは、ＴＰＤ：ＣＢＰ＝５重量部：９５重量部の場合を示し、白四角のマークは、ＴＰＤ：ＣＢＰ＝１０重量部：９０重量部の場合を示し、黒三角のマークは、ＴＰＤ：ＣＢＰ＝０重量部：１００重量部で、ＢＣＰのホールブロック層を設けた場合を示し、黒丸のマークは、ＴＰＤ：ＣＢＰ＝５重量部：９５重量部で、ＢＣＰのホールブロック層を設けた場合を示し、黒四角のマークは、ＴＰＤ：ＣＢＰ＝１０重量部：９０重量部で、ＢＣＰのホールブロック層を設けた場合を示している。
【００８３】
図６に示すように、印加電圧に対する電流密度の特性は、ＴＰＤの混合比を増すに従い低電圧側へ移動した。また、第２の有機薄膜２２（ＢＣＰ）が形成された素子が最も低電圧側の特性を示した。さらに、図７に示すように、第１の有機薄膜２１（発光層）の上に第２の有機薄膜２２（ホールブロック層）（ＢＣＰ）を形成して有機層二層の積層構造とすることにより、電流密度に対する輝度の特性は、一桁以上の大幅な向上が図れたことが分かる。また、図７に示すように、最高輝度はＴＰＤ：ＣＢＰ＝０重量部：１００重量部、第２の有機薄膜２２（ＢＣＰ）有りのときに得られ、混合比がＴＰＤ：ＣＢＰ＝０重量部：１００重量部、５重量部：９５重量部のとき最高輝度は各々２０，９００、１８，１００ｃｄ／ｍ２（電流密度１００ｍＡ／ｃｍ２）、最高効率は各々１１．０、１０．２ｌｍ／Ｗ  （電流密度０．０７１、０．３０３ｍＡ／ｃｍ２）であった。
【００８４】
以上説明したように、第１の実施の形態である有機電界発光素子１００では、発光層となる第１の有機薄膜２１を、低分子系正孔輸送材料と、電子輸送の性質を有する低分子系電子輸送材料と、低分子発光材料とを混合し、有機溶媒に溶かした有機薄膜形成用溶液を用いて発光層の有機薄膜を生成しているので、第１の有機薄膜２１が高温でも安定であり、また、有機薄膜形成用溶液用いているので、スピンコート法、インクジェット法、ディップコート法、カーテンコート法、バーコート法、印刷法等により容易に基板１に第１の有機薄膜２１を塗布形成することができる。さらに、有機電界発光素子１００では、ホールブロック層として第２の有機薄膜２２を設けているので、第１の有機薄膜２１から第２の電極１２側へのホールの通過を阻止して、発光層となる第１の有機薄膜２１の発光効率を高めることができる。また、従来と同じ発光量とするなら有機電界発光素子１００の駆動電圧を低減することができる。
【００８５】
尚、上記第１の実施の形態の有機電界発光素子１００では、基板１側から発光するボトムエミッションタイプのものを例として説明したが、有機電界発光素子１００は、第２の電極１２側から発光するトップエミッションタイプとしても良い。この場合には、基板１は、表面を絶縁性被膜で覆った金属板や耐溶媒性プラスチック基板等を使用して、可視光に対して反射性を有するようにし、第２の電極１２を薄膜として可視光に対して透過性を有するようにすればよい。このトップエミッションタイプの場合には、有機電界発光素子１００の開口率を１００％まで高くすることができる。
【００８６】
次に、本発明の第２の実施の形態である有機電界発光素子１０１及びその製造方法について図面を参照して説明する。図８は、有機電界発光素子１０１の縦断面図である。この有機電界発光素子１０１は、第１の実施の形態の有機電界発光素子１００と同様に、有機ＥＬディスプレイ装置等に用いられるものであり、異なる点は、基板１と第１の有機薄膜２１との間にホール注入層である有機薄膜からなる緩衝層２３を備えた点である。
【００８７】
図８を参照して、有機電界発光素子１０１の構成の概略について説明する。図８に示すように、有機電界発光素子１０１は、基板１上に、第１の電極１１が形成され、その上にホール注入層である有機薄膜からなる緩衝層２３が形成され、緩衝層２３の上に第１の有機薄膜２１が形成されている。また、当該有機薄膜２１の上に、第２の有機薄膜２２が形成され、当該第２の有機薄膜２２上に第２の電極１２が形成されている。尚、第１の電極１１と第２の電極１２とは互いに直交する方向に延設された構造となっている。従って、第１の電極１１は、図８の紙面と直交する方向に延設され、第２の電極１２は、その第１の電極１１の延設方向と直交する方向（図８に於ける左右方向）に延設されている。
【００８８】
次に、基板１について説明する。本実施の形態の有機電界発光素子１０１に用いられる基板１は、有機電界発光素子１００に用いられるものと同様で、可視光に対して透過性を有し（一例として、透明の性質を有し）、かつ絶縁性の性質を有する材質から構成され、一例としては、ガラス、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が用いられる。
【００８９】
次に、有機電界発光素子１０１に用いられる第１の電極１１について説明する。第１の電極１１は、有機電界発光素子１００に用いられるものと同様で、導電性を有し、かつ可視光に対して透過性を有し（一例として、透明の性質を有し）、図８の紙面と直交する方向に所定の幅で延設されている。この第１の電極１１を陽極とする場合には、その材質の特性として、高仕事関数であること、表面形状が平坦であり断面が台形状に形成できること、第１の有機薄膜２１に対して、充分な正孔供給が可能なこと、安定なこと等が必要である。この第１の電極１１に用いられる材質の一例としては、インジュウム酸化膜とスズ酸化膜の混合物であるＩＴＯや、インジュウム酸化膜と亜鉛酸化膜の混合物であるＩＺＯ等がある。
【００９０】
次に、有機電界発光素子１０１に用いられる緩衝層２３について説明する。この緩衝層２３は、第１の電極１１から発光層である第１の有機薄膜２１へホールの注入を容易にするために設けられたものであり、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＯＴ）系材料の有機薄膜が塗布により形成されている。具体的には、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を溶媒として、（ＰＥＤＯＴ：ＩＰＡ＝３：７、可能領域１：１０〜１０：１）の割合で溶かし、スピンコート法、インクジェット法、スプレイ法等で塗布する。尚、緩衝層２３の膜厚は、１ｎｍ〜１００ｎｍであればよく、好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍであればよい。また、緩衝層２３の材質としては、上記のＰＥＤＯＴ以外に、ポリアニリンやＣｕＰＣ等も使用できる。
【００９１】
次に、有機電界発光素子１０１に用いられる第１の有機薄膜２１について説明する。有機薄膜２１は、有機電界発光素子１００に用いられるものと同様で、正孔輸送の性質を有する低分子系正孔輸送材料に、電子輸送の性質を有する低分子系電子輸送材料を混合し、さらに、発光の性質を有する低分子発光材を混合し、かつ塩素系有機溶媒（一例として、１，２−ジクロルエタン、クロロホルム）に溶かした有機薄膜形成用溶液を用い塗布形成されたものである。
【００９２】
第１の有機薄膜２１に用いられる低分子系正孔輸送材料の一例として、本実施の形態では、第１の実施の形態に用いられるものと同様に、非晶質膜が形成可能と言うことで代表的な有機ＥＬ素子特性評価に用いられているＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を使用した。
【００９３】
また、第１の有機薄膜２１に用いられる低分子系電子輸送材料の一例としては、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）や、２，５−ビス（６’−（２’，２”−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール  （ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）や、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）や、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ、バソクプロイン）、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）や、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）等がある。
【００９４】
また、第１の有機薄膜２１に用いられる低分子発光材料の一例として本実施の形態では、第１の実施の形態に用いられるものと同様に、色素としては緑色発光剤であるクマリン６（Ｃ６）、  燐光材料の場合は、ｆａｃトリ（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を使用した。
【００９５】
また、第１の実施の形態に用いられるものと同様に、有機薄膜形成用溶液にホスト材料として４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）を付加した。
【００９６】
次に、第２の有機薄膜２２について説明する。第２の有機薄膜２２は、第１の実施の形態の有機電界発光素子１００に用いられるものと同様に、第１の有機薄膜２１の発光特性を大幅に改善するために設けられ、「ホールブロック層」と呼ばれるものである。この第２の有機薄膜２２は、正孔（ホール）の通過を阻止して、第１の有機薄膜２１内を移動するホールと電子の再結合率を向上して、第１の有機薄膜２１の発光効率上げる働きをする。この第２の有機薄膜２２は、第１の有機薄膜が溶融しない、前記有機薄膜形成用溶液とは別の溶媒を用いた湿式法や、ＣＶＤ、蒸着等を含む各種乾式法により第１の有機薄膜２１の上に成膜される。
【００９７】
次に、第２の電極１２について説明する。第２の電極１２は、第１の実施の形態の有機電界発光素子１００に用いられるものと同様に、導電性を有する材質から形成されている。また、図８に示すように、第２の電極１２は、第１の電極１１の延設方向と直交する方向（図８に於ける左右方向）に延設されている。ここで、第２の電極１２を陰極とする場合には、望ましい性質としては、低仕事関数であること、形成後の表面が平坦であること、デバイスに対し充分な電子供給が可能なこと、酸化しにくく安定なこと等がある。この第２の電極１２の材質の一例としては、単体としては、Ａｌ、Ｃｓ、Ｅｒ等を用いることができ、合金としては、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＡｌＬｉ、ＡｌＭｇ、ＣｓＴｅ等を用いることができ、また、積層構造にする場合には、Ｃａ／Ａｌ、Ｍｇ／Ａｌ、Ｌｉ／Ａｌ、Ｃｓ／Ａｌ、Ｃｓ２Ｏ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＥｒＦ３／Ａｌ等を用いることができる。
【００９８】
次に、上記の構成を備えた有機電界発光素子１０１の製造方法の一例について図８乃至図１３を参照して説明する。図９は、有機電界発光素子１０１の基板１を示す縦断面図であり、図１０は、有機電界発光素子１０１の基板１上に第１の電極１１を蒸着した状態を示す縦断面図であり、図１１は、有機電界発光素子１０１の緩衝層２３を塗布形成した状態を示す縦断面図であり、図１２は、有機電界発光素子１０１の第１の有機薄膜２１を塗布した状態を示す縦断面図であり、図１３は、有機電界発光素子１０１の第２の有機薄膜２２を塗布した状態を示す縦断面図である。
【００９９】
有機電界発光素子１０１の製造工程の第１段階では、まず、図９に示すような板状の基板１の洗浄を行う。具体的には、ガラス板等から構成された基板１の表面を有機溶媒を用いて洗浄を行い、その上に、図１０に示すように、ＩＴＯを一例として１５０ｎｍの厚みでスパッタ法により堆積して、陽極としての第１の電極１１を形成する。ＩＴＯが１５０ｎｍの厚みの場合の光透過率は８１％であった。そして、第１の電極１１の表面を中性洗剤洗浄、アセトン洗浄、イソプロピルアルコール洗浄の一連の有機溶媒系の洗浄を行い、乾燥処理を行った後、有機層形成前処理として、紫外線オゾンクリーナ処理を２５分間行った。
【０１００】
次に、図１１に示すように、緩衝層２３を、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＯＴ）系材料の有機薄膜から形成する。一例としては、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を溶媒として溶かし（ＰＥＤＯＴ：ＩＰＡ＝３重量部：７重量部、可能領域としては、１重量部：１０重量部〜１０重量部：１重量部）、スピンコート法、インクジェット法、スプレイ法で塗布する。
【０１０１】
次いで、図１２に示すように、緩衝層２３の上に、第１の有機薄膜２１の形成を行う。具体的には、前記正孔輸送の性質を有する低分子系正孔輸送材料に、前記電子輸送の性質を有する低分子系電子輸送材料を混合し、さらに、前記発光の性質を有する低分子発光材料を混合し、有機溶媒に溶かした有機薄膜形成用溶液を生成し、この有機薄膜形成用溶液を用いて、図１２に示すように、スピンコート法により、第１の有機薄膜２１の形成を行う。この第１の有機薄膜２１の膜厚は５０〜２００ｎｍ、好ましくは８０〜１２０ｎｍである。尚、有機薄膜形成用溶液の塗布は、スピンコート法以外にも、インクジェット法、ディップコート法、カーテンコート法、バーコート法、印刷法等も用いることができる。
【０１０２】
次に、第１の有機薄膜２１の上に、有機電界発光素子１００と同様に、ホールブロック層を形成するために、第２の有機薄膜２２を形成する。この第２の有機薄膜２２の一例としては、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）や、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）や、トリアゾール誘導体等を用いることができる。これらの物質を第１の有機薄膜２１が溶融しない、有機薄膜形成用溶液とは別の溶媒（一例として、親水性の溶媒、アルコール溶媒、水性溶媒等の溶媒）を用いた湿式法や、ＣＶＤ法、蒸着法等を含む各種乾式法により、図１３に示すように、第１の有機薄膜２１の上に成膜する。
【０１０３】
次いで、第２の有機薄膜２２の上に、有機電界発光素子１００と同様に、陰極構造の第２の電極１２を形成する。この第２の電極１２は、図８に示すように、第１の電極１１の延設方向と直交する方向（図８に於ける左右方向）に延設されている。陰極構造の第２の電極１２の材質の一例としては、単体としては、Ａｌ、Ｃｓ、Ｅｒ等を用いることができ、合金としては、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＡｌＬｉ、ＡｌＭｇ、ＣｓＴｅ等を用いることができ、また、積層構造にする場合には、Ｃａ／Ａｌ、Ｍｇ／Ａｌ、Ｌｉ／Ａｌ、Ｃｓ／Ａｌ、Ｃｓ２Ｏ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＥｒＦ３／Ａｌ等の組み合わせを用いることができるが、ここでは、ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌを真空蒸着法により形成した。
【０１０４】
以上説明したように、第２の実施の形態である有機電界発光素子１０１では、第１の実施の形態である有機電界発光素子１００と同様の効果を奏するのに加えて、緩衝層２３はを設けたので、第１の電極１１から発光層である第１の有機薄膜２１へホールの注入が容易になり、駆動電圧を低下することができる。
【０１０５】
尚、上記第１の実施の形態の有機電界発光素子１０１では、基板１側から発光するボトムエミッションタイプのものを例として説明したが、有機電界発光素子１０１は、第２の電極１２側から発光するトップエミッションタイプとしても良い。この場合には、基板１は、表面を絶縁性被膜で覆った金属板や耐溶媒性プラスチック基板等を使用して、可視光に対して反射性を有するようにし、第２の電極１２を薄膜として可視光に対して透過性を有するようにすればよい。このトップエミッションタイプの場合には、有機電界発光素子１０１の開口率を１００％まで高くすることができる。
【０１０６】
尚、本発明は、上記実施の形態に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の形態で実施可能である。例えば、上記の実施の形態では、発光材料については、Ｃ６、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を使用したが、これに限定されず、有機電界発光素子に使用されているすべての発光材料が使用可能である。たとえば、低分子系材料である色素系材料、発光材料、燐光材料、また、デンドリマー系材料等も適用可能である。また、上記の実施の形態では、ボトムエミッションタイプのものと、トップエミッションタイプのものを説明したが、基板１、第１の電極１１及び第２の電極１２の全てを可視光を透過可能（一例として透明）にして、両側に発光を取り出せる透明発光素子、また基板上に櫛形状に電極を形成したインプレーン発光素子等、デバイス構造に限定されず、各種の有機電界発光素子に適用できる。さらに、本発明は、応用上、例えばインクジェット法等の塗り分けで発光色の異なる画素を形成し、その後（ホール／エキシトン）ブロック層を蒸着形成することで素子性能を向上させる構造にも応用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、有機電界発光ディスプレイ装置等の表示装置に利用可能であり、トップエミッションタイプ、ボトムエミッションタイプ及び両面発光タイプ等の各種の有機電界発光ディスプレイ装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】図１は、有機電界発光素子１００の縦断面図である。
【図２】図２は、有機電界発光素子１００の基板１を示す縦断面図である。
【図３】図３は、有機電界発光素子１００の基板１上に第１の電極１１を蒸着した状態を示す縦断面図である。
【図４】図４は、有機電界発光素子１００の第１の有機薄膜２１を塗布した状態を示す縦断面図である。
【図５】図５は、有機電界発光素子１００の第２の有機薄膜２２を塗布した状態を示す縦断面図である。
【図６】図６は、実施例１と対比例の電流密度−電圧特性を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例１と対比例の輝度−電流密度特性を示すグラフである。
【図８】図８は、有機電界発光素子１０１の縦断面図である。
【図９】図９は、有機電界発光素子１０１の基板１を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、有機電界発光素子１０１の基板１上に第１の電極１１を蒸着した状態を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、有機電界発光素子１０１の緩衝層２３を塗布形成した状態を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、有機電界発光素子１０１の第１の有機薄膜２１を塗布した状態を示す縦断面図である。
【図１３】図１３は、有機電界発光素子１０１の第２の有機薄膜２２を塗布した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  基板
１１  第１の電極
１２  第２の電極
２１  第１の有機薄膜
２２  第２の有機薄膜
２３  緩衝層
１００  有機電界発光素子
１０１  有機電界発光素子
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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