JP2007242831A - 機能液、機能薄膜、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】酸素分子が混入してもキャリア輸送能が低下しにくい機能液、機能薄膜、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】有機ＥＬ装置１は、基板１０上に画素電極１１及び隔壁１２が形成されており、その上に正孔注入層１３、発光層１６、陰極１９、封止部材２０が積層されてなる。ここで、正孔注入層１３及び発光層１６には酸素吸収剤が含まれている。このため、正孔注入層１３又は発光層１６に酸素分子が混入しても、これを酸素吸収剤によって取り込むことができ、キャリア輸送能の低下を防止することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、機能薄膜の形成に用いられる機能液、当該機能液を用いて形成される機能薄膜、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器に関する。

エレクトロルミネッセンス装置の構成としては、基板上に、一対の電極と、当該一対の電極の間に形成された発光層等の機能薄膜とを含むエレクトロルミネッセンス素子を有するものが一般的である。ここで、機能薄膜は、単層の発光層、又は発光層に加えて電子注入層、電子輸送層、電子ブロック層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層のうちの１又は２以上が積層されたものである。この機能薄膜は、キャリア（正孔又は電子）輸送能を持ち、発光層において正孔及び電子が結合すると、発光が行われる。こうしたエレクトロルミネッセンス装置の製造工程は、機能薄膜の材料を含む機能液を基板上に塗布し、当該機能液を固形化、パターニングして機能薄膜を形成する工程を含むのが一般的である。

なお、エレクトロルミネッセンス装置の構成としては、上記エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し側にさらに色変換膜を配置する構成、及び当該色変換膜に酸化防止のための酸素吸収剤を含有させる構成が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−２６８５２号公報

しかしながら、上記エレクトロルミネッセンス装置の製造工程では、大気中で機能液の調製及び滴下を行うため、形成された機能薄膜中に多くの酸素分子が混入する。このため、酸素分子が形成するトラップ準位にキャリアの一部がトラップされ、これにより機能薄膜のキャリア輸送能が低下するという問題点があった。また、機能薄膜の形成後も、当該機能薄膜が大気に触れることで酸素分子が混入し、機能薄膜のキャリア輸送能が低下するという問題があった。これらの場合には、エレクトロルミネッセンス素子の導電率及び発光効率が低下してしまう。また、複数のエレクトロルミネッセンス素子間でトラップされるキャリアの数がばらつくことにより、発光輝度のばらつきが生じることがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、酸素分子が混入してもキャリア輸送能が低下しにくい機能液、機能薄膜、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の機能液は、溶媒と、前記溶媒に溶解又は拡散された、発光材料、電子注入材料、電子輸送材料、電子ブロック材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔ブロック材料の群から選ばれる一の有機機能材料と、前記溶媒に溶解又は拡散された酸素吸収剤とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、機能液に酸素分子が混入しても、当該酸素分子は酸素吸収剤によって取り込まれる。ここで、酸素吸収剤とは、酸素分子を吸収するか、又は酸素分子と反応することにより、酸素分子を取り込む機能を有するものである。より具体的には、還元剤の機能を有する物質であって、自身が酸化されることによって酸素分子を取り込むことができる物質を用いることができる。酸素分子が酸素吸収剤によって取り込まれると、酸素分子が形成するトラップ準位が減少する。このため、上記構成の機能液は、大気中にて調製や滴下を行っても、酸素分子のトラップ準位に起因する有機機能材料のキャリア輸送能の低下が起こりにくい。

本発明の機能薄膜は、発光材料、電子注入材料、電子輸送材料、電子ブロック材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔ブロック材料の群から選ばれる一の有機機能材料と、酸素吸収剤とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、機能薄膜に酸素分子が混入しても、当該酸素分子は酸素吸収剤によって取り込まれる。これにより、酸素分子が形成するトラップ準位が減少する。このため、上記構成の機能薄膜は、製造過程において酸素分子の混入があった場合や、大気に触れる等して酸素分子が混入した場合であっても、酸素分子のトラップ準位に起因する有機機能材料のキャリア輸送能の低下が起こりにくい。

本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された、発光材料及び酸素吸収剤を含む発光層とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、発光層に酸素分子が混入しても、当該酸素分子は酸素吸収剤によって取り込まれる。これにより、酸素分子が形成するトラップ準位が減少する。このため、上記構成のエレクトロルミネッセンス素子は、製造過程において発光層に酸素分子の混入があった場合や、大気に触れる等して発光層に酸素分子が混入した場合であっても、酸素分子のトラップ準位に起因する発光層のキャリア輸送能の低下が起こりにくい。よって、上記構成によれば、エレクトロルミネッセンス素子の導電率及び発光効率の低下を防ぐことができる。

上記エレクトロルミネッセンス素子においては、前記第１の電極と前記発光層との間、又は前記発光層と前記第２の電極との間に、電子注入材料、電子輸送材料、電子ブロック材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔ブロック材料の群から選ばれる一の有機機能材料と、酸素吸収剤とを含む機能薄膜をさらに有することが好ましい。

このような構成のエレクトロルミネッセンス素子は、前記第１の電極と前記発光層との間、又は前記発光層と前記第２の電極との間に、酸素吸収剤を含んだ電子注入層、電子輸送層、電子ブロック層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層のうちの少なくとも一つを有する。酸素吸収剤を含んだこれらの機能薄膜においても、混入した酸素分子を酸素吸収剤によって取り込むことができるため、酸素分子が形成するトラップ準位が減少する。このため、酸素分子のトラップ準位に起因するキャリア輸送能の低下が起こりにくい。したがって、上記構成によれば、導電率及び発光効率がより低下しにくいエレクトロルミネッセンス素子が得られる。

本発明のエレクトロルミネッセンス装置は、基板と、前記基板上に形成された第１の電極と、前記第１の電極上に形成された、発光材料及び酸素吸収剤を含む発光層と、前記発光層上に形成された第２の電極とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、発光層に酸素分子が混入しても、当該酸素分子は酸素吸収剤によって取り込まれる。これにより、酸素分子が形成するトラップ準位が減少する。このため、上記構成のエレクトロルミネッセンス装置は、製造過程において発光層に酸素分子の混入があった場合や、大気に触れる等して発光層に酸素分子が混入した場合であっても、酸素分子のトラップ準位に起因する発光層のキャリア輸送能の低下が起こりにくい。よって、第１の電極、発光層、第２の電極を構成要素として含むエレクトロルミネッセンス素子の導電率及び発光効率の低下を防ぐことができる。また、キャリアのトラップ数のばらつきに起因するエレクトロルミネッセンス素子間の発光輝度のばらつきも生じにくい。

上記エレクトロルミネッセンス装置においては、前記第１の電極と前記発光層との間、又は前記発光層と前記第２の電極との間に、電子注入材料、電子輸送材料、電子ブロック材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔ブロック材料の群から選ばれる一の有機機能材料と、酸素吸収剤とを含む機能薄膜をさらに有することが好ましい。

このような構成のエレクトロルミネッセンス装置は、前記第１の電極と前記発光層との間、又は前記発光層と前記第２の電極との間に、酸素吸収剤を含んだ電子注入層、電子輸送層、電子ブロック層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層のうちの少なくとも一つを有する。酸素吸収剤を含んだこれらの機能薄膜においても、混入した酸素分子を酸素吸収剤によって取り込むことができるため、酸素分子が形成するトラップ準位が減少する。このため、酸素分子のトラップ準位に起因するキャリア輸送能の低下が起こりにくい。したがって、上記構成によれば、エレクトロルミネッセンス素子の導電率及び発光効率がより低下しにくく、また、キャリアのトラップ数のばらつきに起因するエレクトロルミネッセンス素子間の発光輝度のばらつきがより生じにくいエレクトロルミネッセンス装置が得られる。

本発明の電子機器は、上記エレクトロルミネッセンス装置を搭載したことを特徴とする。このような構成の電子機器は、酸素分子の混入に起因する発光効率の低下や発光輝度のばらつきの少ない、高品位な発光を行うことができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

（第１の実施形態）
（Ａ．有機ＥＬ装置）
図１は、本発明の「エレクトロルミネッセンス（以下では「ＥＬ」とも略す）装置」としての有機ＥＬ装置１の平面図である。有機ＥＬ装置１は、透光性を有する基板１０と、基板１０上に配列された、発光を行う複数の「エレクトロルミネッセンス素子」としての有機ＥＬ素子２４とを備えている。より詳しくは、基板１０の長手方向に沿って等ピッチに配列された有機ＥＬ素子２４の列が、２列配列されている。そして、各有機ＥＬ素子２４は、隣接する他の列の有機ＥＬ素子２４と縦方向に半ピッチだけずれるようにして配置されている。つまり、各有機ＥＬ素子２４は、千鳥格子状に配列されている。

次に、図２を用いて有機ＥＬ装置１の構造について詳述する。図２は、図１中のＡ−Ａ線における断面図である。有機ＥＬ装置１は、基板１０を基体とし、その上に各構成要素が積み上げられて構成されている。ここで、基板１０は、ガラス基板や石英基板等の上に公知の技術を用いてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子や各種配線（ＴＦＴ素子を駆動するためのデータ線、走査線等）、絶縁膜等が形成された、いわゆるＴＦＴ素子基板である。

基板１０上には、陽極としての画素電極１１が形成されている。画素電極１１は、透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなり、有機ＥＬ素子２４の発光部を円形とするために、これと同心の円形に形成されている。画素電極１１は、基板１０に含まれるＴＦＴ素子を介して、データ線（不図示）に接続されている。画素電極１１は、本発明における「第１の電極」に対応する。

画素電極１１の周りには、遮光性を有する樹脂からなる隔壁１２が形成されている。隔壁１２は、画素電極１１の外縁部においては、画素電極１１に一部重なった状態に配置されている。隔壁１２は、画素電極１１と基板１０中のＴＦＴ（不図示）とのショートを防ぐ機能、及び有機ＥＬ素子２４を互いに隔離する機能を果たす。隔壁１２は、後述する正孔注入層１３を均一な厚さに形成できるように、その高さ及び親水性（撥水性）が調整されている。隔壁１２の親水性（撥水性）は、プラズマや紫外線照射による表面改質、あるいは隔壁１２の材料組成の選択によって調整することができる。

上記画素電極１１及び隔壁１２の上には、正孔注入層１３及び発光層１６がこの順に配置されている。発光層１６の上には、画素電極１１、隔壁１２、正孔注入層１３、発光層１６の全体を覆うように金属の陰極１９及び封止部材２０がこの順に積層されている。上述した有機ＥＬ素子２４は、画素電極１１、正孔注入層１３、発光層１６、陰極１９によって構成される。正孔注入層１３及び発光層１６は、本発明における「機能薄膜」の実施の一態様である。また、陰極１９は、本発明における「第２の電極」に対応する。

正孔注入層１３は、正孔注入材料及び酸素吸収剤を含んでいる。正孔注入材料としては、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体又はこれらのドーピング体等の有機機能材料が用いられる。より具体的には、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（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）分散液を用いることができる。

発光層１６は、発光材料及び酸素吸収剤を含んでいる。発光材料としては、以下のような有機機能材料を用いることができる。すなわち、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（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、ポリジアルキルフルオレン（ＰＤＡＦ）、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール（ＰＦＢＴ）、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系材料、蛍光或いはりん光を発する公知の材料を用いることができる。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、ローダミン色素などをドープして用いてもよい。

一方、正孔注入層１３及び発光層１６に含まれる酸素吸収剤としては、ヒドロキノン−β−Ｄ−ガラクトシド、ヒドロキノン−β−Ｄ−フルクトシド等のヒドロキノン誘導体、１，２−メチレンジオキシベンゼン、ベラトロール、グアヤコール、グエトール等のカテコール誘導体、１，４−ジヒドロ−９，１０−アントラキノン、テトラヒドロアントラキノン、アルキルアントラキノン、２−ペンテニルアントラキノン、２−ペンチルアントラキノン、２−フェノキシアントラキノン、２−（２−ヒドロキシエトキシ）アントラキノン、アントラキノンカルボン酸エチル、アントラキノンカルボン酸グリシジル、クロロアントラキノン、アントラキノンスルホン酸等のアントラキノン誘導体、グルコースを始めとする還元性糖、アスコルビン酸を始めとする還元性アルコール、及び多価フェノール等の有機化合物が好適に用いられる。上記のうちヒドロキノン誘導体、カテコール誘導体、アントラキノン誘導体は、多価フェノールに分類される。正孔注入層１３及び発光層１６は、上記のうち１種の酸素吸収剤を含んでいてもよいし、２種以上の酸素吸収剤を含んでいてもよい。

上記発光材料を含んでいる発光層１６は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。画素電極１１と陰極１９との間に電圧を印加することによって、発光層１６には、正孔注入層１３から正孔が、また、陰極１９から電子が注入され、発光層１６は、これらが再結合したときに光を発する。

発光層１６からの発光スペクトルは、材料の発光特性や膜厚に依存する。本実施形態では、発光層１６は赤色光を発する。発光層１６から画素電極１１の方向に射出された光はそのまま基板１０を透過し、また陰極１９の方向に射出された光は陰極１９によって反射された後に画素電極１１の方向へ進み、同じく基板１０を透過する。こうした構成の有機ＥＬ装置１は、いわゆるボトムエミッション型と呼ばれる有機ＥＬ装置である。

ところで、正孔注入層１３及び発光層１６中に酸素分子が混入されていると、酸素分子が形成するトラップ準位にキャリア（正孔又は電子）の一部がトラップされ、正孔注入層１３及び発光層１６のキャリア輸送能が低下してしまう。しかし、本実施形態の有機ＥＬ装置１では、正孔注入層１３及び発光層１６に含まれる酸素吸収剤によって酸素分子が取り込まれるため、上記のようなキャリア輸送能の低下が起こりにくい。ここで、酸素吸収剤は、還元剤の機能を有する物質であり、自身が酸化されることによって混入した酸素分子を取り込むものである。

したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置１においては、こうした酸素吸収剤の作用によって、酸素分子のトラップ準位にトラップされるキャリアが減り、有機ＥＬ素子２４の導電率及び発光効率が、酸素吸収剤がない場合に比べて向上する。この結果、有機ＥＬ装置１の駆動寿命が向上し、また消費電力が低減される。さらに、異なる有機ＥＬ素子２４の間でキャリアのトラップ数に差がある場合に起こる発光輝度のばらつきも低減される。

（Ｂ．有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図３及び図４を用いて、有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。図３は、有機ＥＬ装置１の製造工程を示す図であり、図４（ａ）〜（ｆ）は、有機ＥＬ装置１の製造工程における断面図である。図３に示す各工程のうち、工程Ｐ１１から工程Ｐ１６までは、有機ＥＬ装置１の製造に係る工程であり、工程Ｐ２１及び工程Ｐ２２は、有機ＥＬ装置１の製造に用いる機能液の調製に係る工程である。

まず、工程Ｐ１１では、基板１０上に画素電極１１及び隔壁１２を形成する（図４（ａ））。画素電極１１は、基板１０にＩＴＯをスパッタした後にフォトリソグラフィー法によってパターニングして形成される。隔壁１２は、基板１０上及び画素電極１１上にスピンコート法によって樹脂を塗布した後にフォトリソグラフィー法によってパターニングして形成される。

続く工程Ｐ１２では、正孔注入層１３を形成する。そのために、工程Ｐ１２の開始時までに、工程Ｐ２１において機能液１３Ａ（図４（ｂ）参照）を調製する。機能液１３Ａの調製は以下のように行われる。すなわち、室温２５℃、湿度３５〜４５％のクリーンルーム内で、上述した正孔注入材料及び酸素吸収剤を溶媒に溶解又は分散させる。溶媒としては、水、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−イミダソリノン等を用いることができる。酸素吸収剤は、選択した溶媒に対して溶解度が０．００１％以上のもの、より好ましくは５％以上のものを用いる。また、酸素吸収剤は、溶解パラメータが７．０以上１３．０以下のものを用い、より好ましくは７．５以上１０．５以下のものを用いる。正孔注入材料に対する酸素吸収剤の濃度は０．００１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下とし、より好ましくは０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とする。なお、機能液１３Ａの調製においては、界面活性剤やｐＨ調整剤等のその他の添加剤を同時に添加してもよい。機能液１３Ａの調製のための他の方法として、室温２５℃、湿度３５〜４５％のクリーンルーム内で、正孔注入材料を溶媒に溶解又は分散させた後に、酸素吸収剤を添加する方法を用いることもできる。

工程Ｐ１２では、上記の機能液１３Ａを用いて正孔注入層１３を形成する。まず、画素電極１１、隔壁１２、又は基板１０上に、ディスペンサ５０によって機能液１３Ａを滴下する（図４（ｂ））。こうして滴下された機能液１３Ａを、スピンコート法によって基板１０上に一様な厚さに塗り広げる。その後、機能液１３Ａを乾燥又は焼成して溶媒を蒸発させ、機能液１３Ａを固形化させる。こうして正孔注入層１３が得られる（図４（ｃ））。

続く工程Ｐ１３では、発光層１６を形成する。そのために、工程Ｐ１３の開始時までに、工程Ｐ２２において機能液１６Ａ（不図示）を調製する。機能液１６Ａの調製は以下のように行われる。すなわち、室温２５℃、湿度３５〜４５％のクリーンルーム内で、上述した発光材料及び酸素吸収剤を溶媒に溶解又は分散させる。溶媒としては、水、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、イソプロピルビフェニル、ドデシルベンゼン、メトキシトルエン、エトキシトルエン、イソプロピルトルエン、ジエチルベンゼン、ジヒドロベンゾフラン等を用いることができる。酸素吸収剤は、選択した溶媒に対して溶解度が０．００１％以上のもの、より好ましくは５％以上のものを用いる。また、酸素吸収剤は、溶解パラメータが７．０以上１３．０以下のものを用い、より好ましくは７．５以上１０．５以下のものを用いる。発光材料に対する酸素吸収剤の濃度は０．００１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下とし、より好ましくは０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とする。なお、機能液１６Ａの調製においては、界面活性剤やｐＨ調整剤等のその他の添加剤を同時に添加してもよい。機能液１６Ａの調製のための他の方法として、室温２５℃、湿度３５〜４５％のクリーンルーム内で、発光材料を溶媒に溶解又は分散させた後に、酸素吸収剤を添加する方法を用いることもできる。

工程Ｐ１３では、上記の機能液１６Ａを用いて発光層１６を形成する。まず、正孔注入層１３上に、ディスペンサ５０によって機能液１６Ａを滴下する。こうして滴下された機能液１６Ａを、スピンコート法によって一様な厚さに塗り広げる。その後、機能液１６Ａを乾燥又は焼成して溶媒を蒸発させ、機能液１６Ａを固形化させる。こうして発光層１６が得られる（図４（ｄ））。

次に、工程Ｐ１４では、正孔注入層１３及び発光層１６をフォトリソグラフィー法によってパターニングする（図４（ｅ））。当該パターニングによって、基板１０の外縁部近傍に正孔注入層１３及び発光層１６が配置されない状態とする。こうすることにより、後述する封止部材２０によって正孔注入層１３及び発光層１６の全体を保護することができる。

続く工程Ｐ１５では、陰極１９を形成する。この工程は、基板１０上の全体にＣａ及びＡｌの薄膜を積層させ、画素電極１１、隔壁１２、正孔注入層１３、発光層１６の全体を覆う状態にパターニングすることによって行われる。

最後に、工程Ｐ１６では、基板１０上の全ての構成要素を覆う状態に封止部材２０を形成する（図４（ｆ））。こうして有機ＥＬ装置１が完成する。

以上の製造方法の中で、工程Ｐ２１及び工程Ｐ１２においては、機能液１３Ａに酸素分子が混入する可能性がある。また、工程Ｐ２２及び工程Ｐ１３においては、機能液１６Ａに酸素分子が混入する可能性がある。これらの工程はいずれも大気中で行われるからである。しかしながら、こうして混入した酸素分子は、機能液１３Ａ，１６Ａに含まれる酸素吸収剤の作用によって取り込まれる。このため、完成した有機ＥＬ装置１においては、酸素分子のトラップ準位にトラップされるキャリアが少なく、酸素吸収剤がない場合に比べて有機ＥＬ素子２４の導電率及び発光効率が向上する。

また、酸素分子の混入防止のためには、不活性ガス下において機能液１３Ａ，１６Ａの調製、及び正孔注入層１３、発光層１６の形成を行う方法も知られているが、本実施形態の製造方法によれば、このような方法に比べて簡便なプロセスで同様の効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
続いて、図５の断面図を用いて本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置１Ａについて説明する。有機ＥＬ装置１Ａは、第１の実施形態の有機ＥＬ装置１と比較して、正孔注入層１３と発光層１６との間に電子ブロック層１５が設けられている点のみが異なり、その他の構成は同様である。このため、以下では有機ＥＬ装置１との相違点を中心に説明する。

図５に示すように、有機ＥＬ装置１Ａは、基板１０上に有機ＥＬ素子２４が形成された構成を有する。より詳しくは、基板１０上に画素電極１１及び隔壁１２が配置され、その上に正孔注入層１３、電子ブロック層１５、発光層１６がこの順に積層されている。発光層１６の上には、上記画素電極１１、隔壁１２、正孔注入層１３、電子ブロック層１５、発光層１６の全体を覆うように金属の陰極１９及び封止部材２０がこの順に積層されている。上述した有機ＥＬ素子２４は、画素電極１１、正孔注入層１３、電子ブロック層１５、発光層１６、陰極１９によって構成される。

電子ブロック層１５は、陰極１９から発光層１６に注入された電子に対し、高いエネルギー障壁を有する。このため、電子が陰極１９から発光層１６を通過して電子ブロック層１５側に貫通するのを防ぐことができる。その結果、発光層１６における発光の効率を向上させることができる。電子ブロック層１５は、本発明における「機能薄膜」の実施の一態様である。電子ブロック層１５は、電子ブロック材料及び酸素吸収剤を溶媒に溶解又は分散させた機能液１５Ａ（不図示）を正孔注入層１３上に滴下し、スピンコート法によって一様な厚さに塗り広げた後に、これを乾燥又は焼成することによって形成される。

こうして形成された電子ブロック層１５は、電子ブロック材料及び酸素吸収剤を含んでいる。また、第１の実施形態と同様に、正孔注入層１３及び発光層１６も酸素吸収剤を含んでいる。このため、正孔注入層１３、電子ブロック層１５、発光層１６に酸素分子が混入したとしても、酸素吸収剤によって酸素分子が取り込まれるため、キャリア輸送能の低下が起こりにくい。つまり、本実施形態の有機ＥＬ装置１Ａにおいても、こうした酸素吸収剤の作用によって、酸素分子のトラップ準位にトラップされるキャリアが減り、有機ＥＬ素子２４の導電率及び発光効率が、酸素吸収剤がない場合に比べて向上する。この結果、有機ＥＬ装置１Ａの駆動寿命が向上し、また消費電力が低減される。さらに、異なる有機ＥＬ素子２４の間でキャリアのトラップ数に差がある場合に起こる発光輝度のばらつきも低減される。

（第３の実施形態）
続いて、図６の断面図を用いて本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置１Ｂについて説明する。有機ＥＬ装置１Ｂは、第１の実施形態の有機ＥＬ装置１と比較して、発光層１６と陰極１９との間に電子注入層１８が設けられている点のみが異なり、その他の構成は同様である。このため、以下では有機ＥＬ装置１との相違点を中心に説明する。

図６に示すように、有機ＥＬ装置１Ｂは、基板１０上に有機ＥＬ素子２４が形成された構成を有する。より詳しくは、基板１０上に画素電極１１及び隔壁１２が配置され、その上に正孔注入層１３、発光層１６、電子注入層１８がこの順に積層されている。電子注入層１８の上には、上記画素電極１１、隔壁１２、正孔注入層１３、発光層１６、電子注入層１８の全体を覆うように金属の陰極１９及び封止部材２０がこの順に積層されている。上述した有機ＥＬ素子２４は、画素電極１１、正孔注入層１３、発光層１６、電子注入層１８、陰極１９によって構成される。

電子注入層１８は、画素電極１１と陰極１９との間に所定の電圧が印加された際に、発光層１６に対する電子の注入効率を向上させる機能を有する。その結果、発光層１６における発光の効率を向上させることができる。電子注入層１８は、本発明における「機能薄膜」の実施の一態様である。電子注入層１８は、電子注入材料及び酸素吸収剤を溶媒に溶解又は分散させた機能液１８Ａ（不図示）を発光層１６上に滴下し、スピンコート法によって一様な厚さに塗り広げた後に、これを乾燥又は焼成することによって形成される。

こうして形成された電子注入層１８は、電子注入材料及び酸素吸収剤を含んでいる。また、第１の実施形態と同様に、正孔注入層１３及び発光層１６も酸素吸収剤を含んでいる。このため、正孔注入層１３、発光層１６、電子注入層１８に酸素分子が混入したとしても、酸素吸収剤によって酸素分子が取り込まれるため、キャリア輸送能の低下が起こりにくい。つまり、本実施形態の有機ＥＬ装置１Ｂにおいても、こうした酸素吸収剤の作用によって、酸素分子のトラップ準位にトラップされるキャリアが減り、有機ＥＬ素子２４の導電率及び発光効率が、酸素吸収剤がない場合に比べて向上する。この結果、有機ＥＬ装置１Ｂの駆動寿命が向上し、また消費電力が低減される。さらに、異なる有機ＥＬ素子２４の間でキャリアのトラップ数に差がある場合に起こる発光輝度のばらつきも低減される。

（電子機器）
有機ＥＬ装置１（有機ＥＬ装置１Ａ，１Ｂを含む）は、図７の斜視図に示すように、光書き込みヘッドモジュール１０１Ｋに組み込まれて用いられる。光書き込みヘッドモジュール１０１Ｋは、円柱状の感光体ドラム４１Ｋと平行に、これと対向した状態で用いられる。光書き込みヘッドモジュール１０１Ｋは、感光体ドラム４１Ｋと平行な方向に配設された箱体２１と、箱体２１と感光体ドラム４１Ｋとの間に位置するように箱体２１に取り付けられた光学部材２３とを備えている。箱体２１は、感光体ドラム４１Ｋ側に開口部を有しており、その開口部に向かって光が射出するように有機ＥＬ装置１が固定されている。

また、図８の断面図に示すように、光学部材２３は、有機ＥＬ装置１と対向する位置に備えられている。この光学部材２３は、内部にセルフォック（登録商標）レンズアレイ３１を備えており、有機ＥＬ装置１の有機ＥＬ素子２４から射出され、一端に入射した光を、他端側から射出して感光体ドラム４１Ｋの表面で集光、照射（描画）する。

上記光書き込みヘッドモジュール１０１Ｋは、例えば、図９に示す「電子機器」としての画像形成装置８０に用いられる。図９は、画像形成装置８０の構造を示す断面図である。画像形成装置８０は、上記有機ＥＬ装置１が組み込まれた光書き込みヘッドモジュール１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙを備えており、これらに対応して４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙを配置したタンデム方式として構成されたものである。

この画像形成装置８０は、駆動ローラ９１と従動ローラ９２とテンションローラ９３とを備え、これら各ローラに中間転写ベルト９０を、図９中矢印方向（反時計方向）に循環駆動するよう張架したものである。この中間転写ベルト９０に対して、感光体ドラム４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙが所定間隔で配置されている。これら感光体ドラム４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙは、その外周面が像担持体としての感光層となっている。

ここで、上記符号中のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙは、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示している。なお、これら符号（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の意味は、他の部材についても同様である。感光体ドラム４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙは、中間転写ベルト９０の駆動と同期して、図９中矢印方向（時計方向）に回転駆動するようになっている。

各感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）によって一様に帯電させられた外周面を感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する光書き込みヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とが設けられている。

また、光書き込みヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト９０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とが設けられている。また、転写された後に感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

各光書き込みヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、各有機ＥＬ装置１のアレイ方向（有機ＥＬ素子２４の整列方向）が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転軸に平行となるように設置されている。そして、各光書き込みヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の主発光波長と、感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とが略一致するように設定されている。

現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いる。そして、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触させあるいは押圧せしめることにより、感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させ、トナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスによって中間転写ベルト９０上に順次一次転写される。そして、中間転写ベルト９０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、さらに定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着される。その後、排紙ローラ対６２によって装置上部に形成された排紙トレイ６８上に排出される。

なお、図９中の符号６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６７は二次転写後に中間転写ベルト９０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。

この画像形成装置８０は、上述したように、本発明に係る有機ＥＬ装置１を有する光書き込みヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が露光手段として備えられている。したがって、光書き込みヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、酸素分子の混入に起因する発光効率の低下や発光輝度のばらつきの少ない、高品位な発光を行うことができ、画像形成装置８０は、高画質の印刷を行うことができる。

なお、本発明を適用した有機ＥＬ装置１は、上記画像形成装置８０の他、プリンタヘッド、光ディスク用光源等の各種電子機器に搭載して用いることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（変形例１）
上記各実施形態において示した、画素電極１１と陰極１９との間に形成された機能薄膜の構成は一例であり、これ以外にも必要に応じて様々な組み合わせの機能薄膜を用いることができる。具体的には、画素電極１１と発光層１６との間には、正孔注入層１３、正孔輸送層（不図示）、電子ブロック層１５のうち任意の機能薄膜を、また、発光層１６と陰極１９との間には、正孔ブロック層（不図示）、電子輸送層（不図示）、電子注入層１８のうち任意の機能薄膜を形成することができる。このうち、正孔輸送層は正孔輸送材料と酸素吸収剤を含み、正孔ブロック層は正孔ブロック材料と酸素吸収剤とを含み、電子輸送層は電子輸送材料と酸素吸収剤とを含む。

上記正孔輸送層、正孔ブロック層、電子輸送層も、その他の機能薄膜と同様、それぞれ正孔輸送材料と酸素吸収剤、正孔ブロック材料と酸素吸収剤、電子輸送材料と酸素吸収剤を溶媒に溶解又は分散させた機能液をもとに形成される。すなわち、当該機能液を基板上に滴下し、スピンコート法によって一様な厚さに塗り広げた後に、これを乾燥又は焼成することによって形成することができる。

（変形例２）
上記各実施形態及び変形例は、画素電極１１と陰極１９との間に形成された機能薄膜のすべてが酸素吸収剤を含む構成であるが、本発明はこれに限定する趣旨ではなく、少なくとも１つの機能薄膜に酸素吸収剤が含まれていれば、他に酸素吸収剤を含まない機能薄膜があってもよい。例えば、酸素吸収剤を含む発光層１６と、酸素吸収剤を含まない正孔注入層１３及び電子注入層１８とを用いて有機ＥＬ素子２４を構成してもよい。こうした構成によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例３）
上記各実施形態及び変形例は、発光層１６を始めとする機能薄膜をスピンコート法を用いて形成するものであるが、これに代えて液滴吐出法を用いて形成することもできる。ここで液滴吐出法とは、基板上に機能液の液滴を吐出し、その後、吐出された機能液を乾燥又は焼成させて溶媒を蒸発させ、機能薄膜を形成する手法である。液滴吐出法には、インクジェット法などが含まれる。液滴吐出法によれば、必要な位置にのみ機能液を吐出することができるので、機能液の使用量を削減することができる。また、パターニングのためのマスクが不要となるという利点もある。

（変形例４）
上記各実施形態は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１に係るものであるが、本発明の実施にあたってはこれに限定されず、トップエミッション型の有機ＥＬ装置としてもよい。

（変形例５）
本発明に係るエレクトロルミネッセンス装置の実施の態様には、異なる色の発光を行うエレクトロルミネッセンス素子をマトリクス状に配置した、カラー表示が可能な有機ＥＬ装置も含まれる。このような有機ＥＬ装置も、酸素分子の混入に起因する発光効率の低下や発光輝度のばらつきの少ない、高品位な発光を行うことができる。こうした有機ＥＬ装置は、携帯電話機、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に搭載して表示装置として用いることができる。

（変形例６）
本発明に係る機能薄膜は、有機ＴＦＴ等の有機半導体にも用いることができる。このような構成の有機半導体によれば、酸素分子の混入に起因する素子特性の低下を防止することができる。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図。 図１に示す有機ＥＬ装置の断面図。 第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造工程を示す図。 第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造工程における断面図を示す図。 第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図。 第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図。 有機ＥＬ装置が組み込まれた光書き込みヘッドモジュールの斜視図。 図７に示す光書き込みヘッドモジュールの断面図。 本発明に係る有機ＥＬ装置を搭載した画像形成装置の断面図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ…有機ＥＬ装置、１０…基板、１１…画素電極、１２…隔壁、１３…正孔注入層、１５…電子ブロック層、１６…発光層、１８…電子注入層、１３Ａ，１５Ａ，１６Ａ，１８Ａ…機能液、１９…陰極、２０…封止部材、２４…有機ＥＬ素子、８０…画像形成装置。

Claims (7)

1. 溶媒と、
   前記溶媒に溶解又は拡散された、発光材料、電子注入材料、電子輸送材料、電子ブロック材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔ブロック材料の群から選ばれる一の有機機能材料と、
   前記溶媒に溶解又は拡散された酸素吸収剤と
   を有することを特徴とする機能液。
2. 発光材料、電子注入材料、電子輸送材料、電子ブロック材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔ブロック材料の群から選ばれる一の有機機能材料と、
   酸素吸収剤と
   を有することを特徴とする機能薄膜。
3. 第１の電極と、
   第２の電極と、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された、発光材料及び酸素吸収剤を含む発光層と
   を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
4. 請求項３に記載のエレクトロルミネッセンス素子であって、
   前記第１の電極と前記発光層との間、又は前記発光層と前記第２の電極との間に、電子注入材料、電子輸送材料、電子ブロック材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔ブロック材料の群から選ばれる一の有機機能材料と、酸素吸収剤とを含む機能薄膜をさらに有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
5. 基板と、
   前記基板上に形成された第１の電極と、
   前記第１の電極上に形成された、発光材料及び酸素吸収剤を含む発光層と、
   前記発光層上に形成された第２の電極と
   を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。
6. 請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス装置であって、
   前記第１の電極と前記発光層との間、又は前記発光層と前記第２の電極との間に、電子注入材料、電子輸送材料、電子ブロック材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔ブロック材料の群から選ばれる一の有機機能材料と、酸素吸収剤とを含む機能薄膜をさらに有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。
7. 請求項５又は６に記載のエレクトロルミネッセンス装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
   

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