JP2006059668A

JP2006059668A - 有機エレクトロルミネッセンス装置及び有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法ならびに電子機器

Info

Publication number: JP2006059668A
Application number: JP2004240449A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Morii; 克行森井; Hirobumi Sakai; 寛文酒井; Naoyuki Toyoda; 直之豊田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2006-03-02
Also published as: US20060040134A1; TW200610434A; US7449252B2; CN1738500A; EP1628353A2; KR20060049997A; KR100706853B1

Abstract

【課題】長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子をつくる。
【解決手段】基体に製膜された電極もしくは対抗電極の少なくとも一方の電極に酸化チタン微粒子膜を接触させる構造を導入することで達成した。
【選択図】図２（ｂ）

Description

本発明は、液相プロセスを用いた有機エレクトロルミネッセンス装置及び製造方法ならびに電子機器に関する。

近年、液晶ディスプレイに替わる自発発光型ディスプレイとして、有機物を用いた有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」と略称する）装置の開発が加速している。このような有機ＥＬ装置の作成方法としては、低分子を蒸着法等の気相法で形成する方法や、高分子を液相法で形成する方法が提案されている（例えば、非特許文献１、２参照）。

しかしながら、高分子型の有機ＥＬ素子は、信頼性において、低分子型有機ＥＬ素子に比べて現状遅れている。この理由は、材料自身の開発速度の差が大きな要因であるが、上記したプロセスの違いもまた一役を担っていると考えられている。例えば、液相プロセスは本質的に不純物が混入しやすいことや、それ以外にも液相膜の膜密度の低さから、イオンの拡散が蒸着膜に比べて助長されるとも推測されている。これらのことから、不純物等のイオンを低減することが進められてきた。ここでは、その一つの手段として、酸化チタン微粒子を用いることにより、電極から拡散が予想される金属イオンのブロックを試みた。酸化チタンを有機EL素子内に導入する報告は過去にも幾つかあり、本発明に関わるところとしては、効果としては異なるものの、以下の特許文献３、４が挙げられる。

Appl.Phys.Lett.51(12),21 September 1987,p.913 Appl.Phys.Lett.71(1),7 July 1997,p.34 特願平4-150369 特願2001-179890

本発明の目的は、素子駆動寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。

さらに、本発明の目的は、本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置を含む電子機器を提供することにある。

本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、陽極と陰極間に、発光性部位と、電子注入性および輸送性部位、正孔注入性および輸送性部位などを有する部位とを含む発光機能部を有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記陽極に酸化チタン微粒子薄膜が接触していることを特徴とする。

さらに本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、陽極と陰極間に、発光性部位と、電子注入性および輸送性部位、正孔注入性および輸送性部位などを有する部位とを含む発光機能部を有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記陰極に酸化チタン微粒子薄膜が接触していることを特徴とする。

本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、陽極と陰極間に、発光性部位と、電子注入性および輸送性部位、正孔注入性および輸送性部位などを有する部位とを含む発光機能部を有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記陽極および前記陰極に酸化チタン微粒子薄膜が接触していることが好ましい。

また、本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置において、製膜された酸化チタン微粒子膜は、加温やエネルギー線照射などの後処理を含まないことを特徴とする薄膜であることが好ましい。ここでのエネルギー線とは、紫外線、可視光線、赤外線の他、これらのエネルギー線よりも高エネルギーまたは低エネルギーの電磁波、放射線を示す。

また、本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記陰極の材料にCaが含まれていることが好ましい。

また、本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記発光機能部を形成するすべての有機材料が芳香族系有機溶剤に可溶なことが好ましい。

本発明にかかる製造方法において、電極を除くすべてを液相プロセスで作製でき、長寿命化を実現できる。かかる液相プロセスは、スピンコート法、ディップ法、または液滴吐出法であることができる。

本発明にかかる電子機器は、本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置を含む。

１．有機ＥＬ装置
本実施形態では、本発明にかかる積層体の製造方法を有機ＥＬ装置に適用した例について述べる。この例では、発光機能部は、有機発光層、正孔注入層および電子注入層から選択される少なくともひとつの層に相当する。

本実施形態にかかる有機ＥＬ装置の一例を図１，図２を参照して説明する。図１は、有機ＥＬ装置１を模式的に示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面構造を模式的に示す断面図である。

有機ＥＬ装置１は、図１に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光をそれぞれ発光するドットをその実表示領域４に有し、これによりフルカラー表示を行うことができる。

図２（ａ）に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、ボトムエミッション型として構成されている。したがって基板２０側から光を取り出す構成であるので、基板２０としては、透明あるいは半透明のものが採用され、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）等が用いられる。

なお、有機ＥＬ装置がいわゆるトップエミッション型である場合には、前記基板２０の対向側である封止基板（図示略）側から光を取り出す構成となるので、基板２０としては、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、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などの絶縁処理を施したもの、あるいは熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。

本実施形態では、基体１００上に有機ＥＬ素子が設けられている。基体１００は、基板２０と、基板２０上に形成された回路部１１とを有する。

回路部１１は、基板２０上に形成された例えば酸化シリコン層からなる保護層１２と、保護層上に形成された駆動用ＴＦＴ１２３と、第１層間絶縁層１５と、第２層間絶縁層１８とを有する。駆動用ＴＦＴ１２３は、シリコンからなる半導体層１３と、半導体層１３上に形成されたゲート絶縁層１４と、ゲート絶縁層１４上に形成されたゲート電極１９と、ソース電極１６と、ドレイン電極１７とを有する。

回路部１１上に有機ＥＬ素子が設けられている。有機ＥＬ素子は、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３上に形成され、画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層７０と、この正孔注入層７０上に形成され、発光機能を有する有機発光層６０と、この有機発光層６０上に形成された陰極５０と、を含む。図示の例では記載されていないが、必要に応じて、有機発光層６０と陰極５０との間に、陰極５０からの電子を注入／輸送する電子注入層を設けることができる。

このような構成の有機ＥＬ素子１は、その有機発光層６０において、正孔注入層７０から注入された正孔と陰極５０からの電子とが結合することにより、光を発生する。

陽極として機能する画素電極２３は、本実施形態ではボトムエミッション型であることから透明導電材料によって形成されている。透明導電材料としてはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いることができるが、これ以外にも、例えば酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス材料（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー）（登録商標），（出光興産社製）等を用いることができる。

画素電極２３の膜厚については、特に限定されず、たとえば５０〜２００ｎｍとすることができる。また、画素電極２３の表面には酸素プラズマ処理が施されることにより、これに親液性が付与されているとともに、電極表面の洗浄、および仕事関数の調整がなされている。酸素プラズマ処理については、例えば、プラズマパワー１００〜８００ｋＷ、酸素ガス流量５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、基板搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度７０〜９０℃の条件で行うことができる。

正孔注入層７０は、正孔輸送材料として、例えばトリフェニルアミンを骨格として有する高分子材料を用いることができる。かかる高分子としては、化合物１として示すＡＤＳ社製「ＡＤＳ２５４ＢＥ」を採用することができる。

トリフェニルアミン骨格を有する高分子は、自身が正孔輸送性を有することから正孔輸送層としての機能が期待でき、さらには現在主流であるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルフォン酸）のような分散系ではないことから、不純物イオンの軽減を図ることができ、信頼性に対して有効であると考えられる。また、本発明に用いる酸化チタン微粒子層を形成する酸化チタン微粒子はアルコール系溶剤に分散しているため、積層の観点からも好適である。ここでは、発光機能層を正孔輸送層と有機発光層に分離して示したが、有機発光層内に混合することも当然可能である。その際は、図３および図４に記される正孔輸送層はなくても良い。

有機発光層６０を構成する発光材料としては、以下に化合物２〜６として示す、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレン系高分子誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機ＥＬ材料をドープしたものを使用することができる。ドープする物質としては、例えば、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、キナクリドン等が挙げられる。この他にも燐光発光材料であるイリジウム錯体、例えば、Ir(ppy)3なども挙げられる。

さらに、赤色発光材料としては例えばＭＥＨ−ＰＰＶ（poly Methoxy（2ethyl）hexyloxy paraphenylene vinylene）を、青色発光材料としては例えばポリジオクチルフルオレンを、緑色発光材料としては例えばＰＰＶ（poly（para-phenylene vinylene））を用いることができる。

電子注入層（図示せず）を構成する電子注入性材料としては、アルカリ金属のハロゲン化物を用いることができる。

陰極５０は、有機発光層６０および有機バンク層２２１を覆うように形成されている。

陰極５０を形成するための材料としては、有機発光層６０側（下部側）に仕事関数が小さい材料を形成することが望ましく、例えばカルシウム，マグネシウムなどを用いることができる。また、上部側（封止側）には有機発光層６０側よりも仕事関数が高い材料、例えばアルミニウムを用いることができる。このアルミニウムは、有機発光層６０からの発光光を反射する反射層としても機能することができる。陰極５０の膜厚については、特に限定されないが、たとえば１００〜１０００ｎｍとすることもでき、より好ましくは２００〜５００ｎｍである。なお、本実施形態はボトムエミッション型であることから、この陰極５０は特に光透過性である必要はない。

画素電極２３が形成された第２層間絶縁層１８の表面は、画素電極２３と、例えば酸化シリコンなどの親液性材料を主体とする親液性制御層２５と、アクリル樹脂やポリイミドなどからなる有機バンク層２２１とによって覆われている。そして、画素電極２３には親液性制御層２５に設けられた開口部２５ａ、および有機バンク層２２１に設けられた開口部２２１ａの内部に、正孔注入層７０と、有機発光層６０とが画素電極２３側からこの順で積層されている。なお、本実施形態における親液性制御層２５の「親液性」とは、少なくとも有機バンク層２２１を構成するアクリル樹脂、ポリイミドなどの材料と比べて親液性が高いことを意味する。

本実施形態の有機ＥＬ装置１は、前述したようにカラー表示を行うことができる。各有機発光層６０は、その発光波長帯域が光の三原色にそれぞれ対応して形成されている。例えば、有機発光層６０として、発光波長帯域が赤色に対応した赤色用有機発光層６０、緑色に対応した緑色用有機発光層６０、青色に対応した青色用有機ＥＬ層６０とをそれぞれに対応する表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂに設け、これら表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂをもってカラー表示を行う１画素が構成されている。また、各色表示領域の境界には、金属クロムをスパッタリングなどにて成膜した図示しないＢＭ（ブラックマトリクス層）が、有機バンク層２２１と親液性制御層２５との間に位置して形成されている。

２．有機ＥＬ装置の製造方法
次に、本実施形態にかかる有機ＥＬ装置１の製造方法の一例を、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、図３、図４に示す各断面図は、図１中のＡ−Ａ線の断面図の部分に対応した図である。

（１）まず、図３（ａ）に示すように、公知の手法によって基板２０の表面に、図２（ａ）に
示した回路部１１までを形成し、基体１００を得る。続いて、基体１００の最上層（第２層間絶縁層１８）の全面を覆うように画素電極２３となる透明導電層を形成する。そして、この透明導電層をパターニングすることにより、画素電極２３を形成する。

（２）次いで、図３（ｂ）に示すように、画素電極２３および第２層間絶縁層１８上に絶縁層からなる親液性制御層２５を形成する。続いて、親液性制御層２５において、異なる２つの画素電極２３の間に位置して形成された凹状部にブラックマトリクス層（図示せず）を形成する。ブラックマトリクス層は、具体的には、親液性制御層２５の前記凹状部に対して、たとえば金属クロムを用いスパッタリング法にて成膜することができる。

（３）次いで、図３（ｃ）に示すように、親液性制御層２５の所定位置、具体的には前記ブラックマトリクス層を覆うように有機バンク層２２１を形成する。有機バンク層の形成方法としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に溶解したものを、スピンコート法、ディップコート法などの各種塗布法により塗布して有機質層を形成する。この、有機質層の構成材料は、後述する液状材料の溶媒に溶解せず、しかもエッチングなどによってパターニングし易いものであればどのようなものでもよい。次いで、有機質層をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングし、有機質層に開口部２２１ａを形成することにより、有機バンク層２２１を形成する。

次いで、プラズマ処理によって親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。具体的には、該プラズマ処理は、予備加熱工程と、有機バンク層２２１の上面および開口部２２１ａの壁面ならびに画素電極２３の電極面２３ｃ、親液性制御層２５の上面をそれぞれ親液性にする親液化工程と、有機バンク層２２１の上面および開口部２２１ａの壁面を撥液性にする撥液化工程と、冷却工程とで構成される。

すなわち、被処理体（基体１００上に画素電極２３、有機バンク層２２１などが積層された積層体）を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、次いで親液化工程として、大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（酸素プラズマ処理）を行う。次いで、撥液化工程として、大気雰囲気中で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された被処理体を室温まで冷却することにより、親液性および撥液性を所定箇所に付与することができる。

なお、このＣＦ４プラズマ処理では、画素電極２３の電極面２３ｃおよび親液性制御層２５についても多少の影響を受けるが、画素電極２３の材料であるＩＴＯおよび親液性制御層２５の構成材料である酸化シリコンなどはフッ素に対する親和性に乏しいため、親液化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることがなく、親液性が保持される。

（４）次いで、陽極側に酸化チタン微粒子膜を形成する場合は、図２（ｂ）に示すように、ここで酸化チタン微粒子層８０aを形成する。酸化チタン微粒子分散液をスピンコート法、ディップ法、あるいは液滴吐出法（インクジェット法）等により、薄膜を作製する。ここで、エネルギー線照射や加熱処理は行わない。エネルギー線とは、紫外線、可視光線、赤外線の他、これらのエネルギー線よりも高エネルギーまたは低エネルギーの電磁波、放射線を示す。乾燥は自然乾燥により行う。

（５）次いで、図３（ｃ）に示すように、正孔注入層７０の形成を行う。この正孔注入層７０の形成では、液相プロセスによって数ｎｍ〜数百ｎｍの薄膜を作製する方法が採用される。液相プロセスとは、成膜したい材料を溶解もしくは分散させることで液状体とし、この液状体を用いてスピンコート法、ディップ法、あるいは液滴吐出法（インクジェット法）等により、薄膜を作製する方法である。スピンコート法やディップ法は全面塗布に適しているのに対し、液滴吐出法は任意の箇所に薄膜をパターニングすることができる。このような液相プロセスは、以下に述べる有機発光層、電子注入層、陰極などの成膜工程で液相プロセスを用いる場合にも同様である。

この正孔注入層の形成工程においては、液滴吐出法によって正孔輸送層形成材料を電極面２３ｃ上に塗布することにより、エッチングなどによるパターニングを必要とせずに所定の位置に正孔注入層７０を形成することができる。

液滴吐出法（インクジェット法）で正孔注入層の形成材料を選択的に塗布する場合、まず、液滴吐出ヘッド（図示略）に正孔注入層の形成材料を充填し、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルを親液性制御層２５に形成された前記開口部２５ａ内に位置する電極面２３ｃに対向させ、液滴吐出ヘッドと基材とを相対的に移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御された液滴を電極面２３ｃに吐出する。

吐出ノズルから吐出された液滴は、親液性処理がなされた電極面２３ｃ上にて広がり、親液性制御層２５の開口部２５ａ内に満たされる。その一方で、撥液（インク）処理された有機バンク層２２１の上面では、液滴がはじかれて付着しない。したがって、液滴が所定の吐出位置からはずれて有機バンク層２２１の上面に吐出されたとしても、該上面が液滴で濡れることがなく、弾かれた液滴が親液性制御層２５の開口部２５ａ内に転がり込む。このようにして、液滴は容易かつ正確に所定位置に供給される。

その後、乾燥処理を行い、正孔注入層の形成材料に含まれる分散媒や溶媒をある程度蒸発させることにより、電極面２３ｃ上に正孔注入層７０を例えば数ｎｍ〜数百ｎｍの膜厚で形成できる。この乾燥処理は、例えば室温による自然乾燥で行うことができる。

正孔注入層７０は、前述したように、正孔輸送材料として、例えばトリフェニルアミンを骨格として有する高分子材料を用いることができる。かかる高分子としては、前記化合物１として示すＡＤＳ社製「ＡＤＳ２５４ＢＥ」を採用することができる。

正孔輸送材料を溶解させる溶媒としては、キシレンを採用することが好ましい。なお、キシレン以外の溶媒を採用してもよく、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。

（６）次いで、図４（ａ）に示すように、正孔注入層７０上に有機発光層６０を形成する。この有機発光層６０の形成工程では、発光層形成材料として赤色光を発光するもの、緑色光を発光するもの、青色光を発光するものをそれぞれ用意しておき、各発光層形成材料をそれぞれ混合した３種類の液状材料を用意しておく。

そして、これらの液状材料を、例えば液滴吐出法によってそれぞれ所定の箇所の正孔輸送層７０上に吐出し、その後、乾燥処理を行うことにより、有機バンク層２２１に形成された開口部２２１ａ内に有機発光層６０を形成する。ここで、乾燥処理としては、液滴吐出法で塗布を行った場合、ホットプレート上にて１００℃以下で加熱しさらに減圧することで、乾燥蒸発させるといった方法が好適に採用される。また、スピンコート法またはディップ法によって塗布を行った場合には、基板に窒素を吹き付けるか、あるいは基板を回転させて基板表面に気流を発生させることで乾燥させることができる。また、自然乾燥により乾燥処理を行うこともできる。

有機発光層６０を構成する発光材料としては、前述したように、前記化合物２〜６として示す、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレン系高分子誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機ＥＬ材料をドープしたものを使用することができる。ドープする物質としては、例えば、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、キナクリドン等が挙げられる。この他にも燐光発光材料であるイリジウム錯体、例えば、Ir(ppy)3なども挙げられる。

さらに、赤色発光材料としては例えばＭＥＨ−ＰＰＶ（poly Methoxy(2ethyl)hexyloxy paraphenylene vinylene）を、青色発光材料としては例えばポリジオクチルフルオレンを、緑色発光材料としては例えばＰＰＶ（paraphenylene vinylene）を用いることができる。

有機発光材料を溶解させる溶媒もしくは分散媒としては、正孔注入材料を溶解するのに用いられる溶媒と同様のものを用いることができる。例えば、かかる溶媒としては、キシレン、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。

このようにして、基体１００上に、少なくとも、陽極（画素電極）２３と、正孔注入層７０と、有機発光層６０とが形成された積層体を得ることができる。

（７）次いで、必要に応じて、図示しない電子注入層を形成する。この電子注入層の形成工程においては、液滴吐出法によって電子注入層形成材料を有機発光層６０上に塗布することにより形成することができる。

（８）次いで、陰極側に酸化チタン微粒子膜を形成する場合は、図２（ｂ）に示すように、ここで酸化チタン微粒子層８０cを形成する。酸化チタン微粒子分散液をスピンコート法、ディップ法、あるいは液滴吐出法（インクジェット法）等により、薄膜を作製する。ここでも、エネルギー線照射や加熱処理は行わない。特に、陰極側への酸化チタン微粒子層８０c導入の場合、すでに発光機能層が製膜されているため、前記エネルギー線照射や加熱処理は各有機層の劣化要因になることが考えられ、不適である。

（９）次いで、図４（ｂ）に示すように、有機発光層６０上に陰極５０を形成する。この陰極５０の形成工程では、例えば蒸着法やスパッタ法等によってアルミニウム等の陰極材料を成膜する。

その後、封止工程によって封止基板３０の形成を行う。この封止工程では、作製した有機ＥＬ素子の内部に水や酸素が浸入するのを防ぐため、封止基板３０の内側に乾燥機能を有する膜４５を貼着し、さらに該封止基板３０と基板２０とを封止樹脂（図示略）にて封止する。封止樹脂としては、熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂が用いられる。なお、この封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましい。この他にも、図示していないが、乾燥機能を有する膜４５の代わりに直接陰極上に熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂を用いることもできる。

以上の工程を経て作製された有機ＥＬ装置１は、両電極間にたとえば１０Ｖ以下の電圧を印加することにより、画素電極２３側から特に光を良好に取り出すことができる。

なお、上述した酸化チタン微粒子膜の製膜工程（４）および（８）は一方もしくは両方で行うことができる。

また、上述した実施形態では、陰極５０を蒸着法やスパッタ法等の気相プロセスで形成したが、これに代えて、導電性材料を含有してなる溶液あるいは分散液を用いた液相プロセスで形成してもよい。

すなわち、例えば陰極５０を、有機発光層６０に接する主陰極と、この主陰極に積層される補助陰極とで構成し、主陰極、補助陰極を共に導電性材料で形成することができる。そして、このような主陰極、補助陰極を、いずれも液滴吐出法等の液相プロセスで形成する。

前記主陰極を形成するための導電性材料としては、例えばエチレンジオキシチオフェンを含む高分子化合物からなる導電性高分子材料が用いられる。具体的には、導電性高分子材料としては、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸の分散液が使用できる。また、主陰極５０を構成する導電性材料として、前記の導電性高分子に代えて金属微粒子を用いてもよく、さらに導電性高分子とともにこの金属微粒子を用いるようにしてもよい。特に、導電性高分子と金属微粒子との混合材料によって主陰極を形成した場合には、比較的低温で主陰極を焼成しつつ、主陰極５０の導電性を確保することが可能になる。金属微粒子として、具体的には金や銀、アルミニウム等を使用することができる。なお、金、銀等の金属微粒子の他に、カーボンペーストを採用することも可能である。

前記補助陰極は、陰極５０全体の導電性を高めるために主陰極に積層される。補助陰極は、主陰極を覆うことで酸素や水分などからこれを保護する機能も備えたものであり、導電性を有する金属微粒子によって形成することができる。この金属微粒子として、化学的に安定な導電性材料であれば特に限定されることなく、任意のもの、例えば金属や合金などが使用可能であり、具体的にはアルミニウムや金、銀などを用いることができる。

このように、陰極５０を液相プロセスで形成するようにすれば、気相プロセスの場合の真空条件が不要となり、したがって有機発光層６０の形成に連続して陰極５０の形成を行うことができ、これにより製造が容易になって生産性が向上する。また、画素電極（陽極）についても液相プロセスで形成するようにすれば、陽極、機能層（正孔注入層、発光層）、陰極からなる有機ＥＬ素子を全て一貫して液相プロセスで形成することができ、したがって製造がより容易になって生産性が一層向上する。

なお、前記の実施形態においては、ボトムエミッション型を例にして説明したが、本実施形態はこれに限定されることなく、トップエミッション型にも、また、ボトムおよびトップの両側に光を出射するタイプのものにも適用することができる。

本実施形態にかかる製造方法によれば、発光機能部、例えば、正孔注入層、有機発光層および電子注入層の全てを液相プロセスによって形成しているので、気相プロセスを用いた場合に比べて各層を容易に形成することができる。

３．実施例
本実施例では、陽極側に用いた場合と陰極側に用いた場合を示す。なお比較サンプルとして、酸化チタン微粒子層を導入しないケースについて結果を示す。

以下に、酸化チタン微粒子層を形成について述べる。

酸化チタン微粒子には石原産業（株）製ST-K211を用いた。本分散液を0.2μｍのフィルターを通した後、滴下、そして1000rpm／120秒でスピンコートした。接触式段差計の測定では100Å以下の薄膜であることがわかった。陽極側の場合は、その後すぐに以下の正孔輸送材料を製膜を行った。陰極側の場合においても、以下に示す発光機能層を製膜後、酸化チタン微粒子を製膜し、その直後に、陰極蒸着を行った。

この実施例では、発光機能部として正孔注入層および有機発光層を用いた。

サンプルは以下のようにして形成された。正孔注入材料としては、トリフェニルアミンを骨格として有する高分子（ＡＤＳ社製「ＡＤＳ２５４ＢＥ」）を用いた。この高分子「ＡＤＳ２５４ＢＥ」をクロロホルムに溶解して塗布用溶液を調製した。この塗布用溶液をスピンコートによりガラス基板上に塗布し、塗膜を自然乾燥した。このようにして、基板上に正孔注入層が形成された。塗膜の膜厚は３０ｎｍであった。

さらに、正孔注入層上に有機発光層を形成した。有機発光層は、ポリフルオレン系高分子誘導体を用い、これをキシレンに溶解して塗布用溶液を調製した。この塗布用溶液をスピンコートにより正孔注入層上に塗布し、塗膜を自然乾燥した。

このようにして酸化チタン微粒子層を陽極界面に持つサンプル１，陰極側に持つサンプル２を得た。これらについて、定輝度駆動による寿命測定を行った。

EL初期特性において、陽極側に酸化チタン微粒子層を有するサンプル１は、酸化チタン微粒子層を含まない比較サンプルと比べて、輝度、電流効率ともほぼ同等であった。しかしながら、陰極側に酸化チタン微粒子層を有するサンプル２は、輝度がやや低下し、電流効率は比較サンプルの８割程度になった。これらのサンプルの定輝度下でのエージング結果を図６に示す。比較サンプルの輝度が80％程度になった時点までを示した。明らかに、酸化チタン微粒子層を含むサンプル１および２は、ともに酸化チタン微粒子層を含まない比較サンプルより駆動寿命が向上していることがわかる。比較サンプルが83％時に、サンプル２では94％、サンプル1ではスタート時を上回る107％を維持している。酸化チタン微粒子層が効果があることが示された。

また、図には示していないが、サンプル１に関して、100℃で10分間加熱を行った場合、同時間で輝度の減衰が99％と加熱が劣化を誘因することも見出している。サンプル２ではさらに顕著で、同時間ですでに半減に至っている。

さらに紫外線の照射において、サンプル１ではほぼ同じ特性が、サンプル２においては、当然ながら初期特性から劣化している。発光に至らない画素も存在する。発光部位の劣化と考えられる。これらのことは、紫外線照射が寿命特性において好適には働かないことを示している。

このように実施例において寿命が向上した原因として、各電極から発生する金属等のイオンのブロック効果が考えられる。これは、寿命特性が向上したにもかかわらず、初期特性の向上が見られなかったことからも予想される。

４．電子機器
次に、本発明の電子機器の例を説明する。本発明の電子機器は、前述した有機ＥＬ装置１を表示部として有したものであり、具体的には、例えば図５に示すような携帯電話が挙げられる。

図５において符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は本発明の有機ＥＬ装置１を用いた表示部を示している。図５に示した携帯電話は、本発明の有機ＥＬ装置からなる表示部１００１を備えているので、表示特性に優れたものとなる。

なお、本実施形態の電子機器としては、このような携帯電話以外にも、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置や、腕時計型電子機器、フラットパネルディスプレイ（例えばテレビ）などにも適用可能である。

本発明の有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図。図１のＡ−Ａ線での要部拡大断面図。本発明での要部拡大断面図。（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に説明する断面図。（ａ）および（ｂ）は、図３（ｃ）に続く工程を説明するための断面図。本発明の電子機器を示す斜視図。寿命の比較図。

符号の説明

１有機ＥＬ装置、１１回路部、２０基板、２３画素電極（陽極）、５０陰極
、６０有機発光層、７０正孔注入層、８０a 陽極側酸化チタン微粒子膜層、８０c 陰極側酸化チタン微粒子膜層、１００基体。

Claims

陽極と陰極間に、発光性部位と、電子注入性および輸送性部位、正孔注入性および輸送性部位などを有する部位とを含む発光機能部を有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記陽極に酸化チタン微粒子薄膜が接触していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
陽極と陰極間に、発光性部位と、電子注入性および輸送性部位、正孔注入性および輸送性部位などを有する部位とを含む発光機能部を有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記陰極に酸化チタン微粒子薄膜が接触していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
陽極と陰極間に、発光性部位と、電子注入性および輸送性部位、正孔注入性および輸送性部位などを有する部位とを含む発光機能部を有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記陽極および前記陰極に酸化チタン微粒子薄膜が接触していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１ないし３いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記酸化チタン微粒子薄膜が加温されないプロセスで作製されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１ないし４いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記酸化チタン微粒子薄膜がエネルギー線を照射されないプロセスで作製されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１ないし５いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記陰極の材料にCaが含まれていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１ないし６記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記発光機能部を形成するすべての有機材料が芳香族系有機溶剤に可溶なことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１ないし７いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記正孔注入性および輸送性部位の材料がトリフェニルアミン骨格を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１ないし８いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記酸化チタン微粒子薄膜の膜厚が10nm以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１ないし９いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法において、電極を除くすべての層を液相プロセスを用いて製膜することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
請求項１ないし１０いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を含む、電子機器。