JP4315755B2 - 有機ｅｌ装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」と略すことがある）装置に関する。

近年、高度情報化に伴い、薄型、低消費電力、軽量のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）への要望が高まっている。その中でも、低電圧で駆動でき、かつ高輝度な表示を実現できる有機ＥＬディスプレイが注目を集めている。特に、近年の研究開発によって、有機材料を用いた有機ＥＬ装置の発光効率は著しく向上しており、そのような有機ＥＬ装置を備えた有機ＥＬディスプレイの実用化が始まっている。

有機ＥＬ装置に使用する発光材料としては、低分子有機材料、高分子有機材料などが用いられる。高分子有機ＥＬ発光材料を用いた一般的な有機ＥＬ装置は、例えば、ガラス基板上に、ＩＴＯ、正孔輸送層（ＰＥＤＯＤ−ＰＳＳ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｅｌｅｎｅ−ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｒｎ）／ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））、高分子有機ＥＬ材料から形成される発光層、およびＣａ／Ａｌなどの陰極が順次形成された構成を有している。このような構成の有機ＥＬ装置は、輝度：１０，０００ｃｄ／ｍ²以上、効率：数ｌｍ／Ｗ〜十数ｌｍ／Ｗ、寿命：数千〜数万時間を有することが報告されている。

上記の有機ＥＬ装置は、輝度や発光効率は高いものの、寿命は実際の商品への応用を考えると十分とは言えず、応用範囲は限られている。例えば、ディスプレイに応用すると、各画素で輝度低下にばらつきが生じ、焼き付き現象などが発生する可能性も危惧される。本明細書では、「寿命」は、有機ＥＬ装置に一定の電流を印加して連続的に発光させ、輝度が初期輝度の５０％まで低下するまでの時間をさす。

そこで、有機ＥＬ装置の寿命特性を向上させるために、従来より、さまざまな対策が検討されている。例えば、発光材料自体を改良したり（特許文献１）、陰極を改良したり（非特許文献１）、有機ＥＬ装置の焼成プロセス（焼成温度）を改良したりする技術（非特許文献２）が提案されている。
特表平１１−５０８７３１号公報 Y. Cao, Gang Yu, I.Parker and J. Heeger, J. Appl. Phys., 88, 3618 (2000) D. Fyfe, OLEDs 2002 (2002)

しかし、実用的で応用範囲の広い有機ＥＬ装置を得るためには、上述したような対策では不十分である。例えば、有機ＥＬディスプレイの寿命は、上述したような対策を施しても、液晶等を利用したＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の寿命と比べて極端に短い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、可動物質の移動を抑制することにより、発光層における輝度の低下が抑制された、寿命の長い有機ＥＬ装置を提供することである。

本発明の有機ＥＬ装置は、陽極と、陰極と、発光層を含む有機層とを備え、前記有機層は前記陽極と前記陰極との間に設けられている有機ＥＬ装置であって、前記有機層の少なくとも１層は、可動物質を含み、前記有機層は、前記可動物質が前記陽極または前記陰極まで移動することを抑制するための少なくとも１つの防止層をさらに有し、前記少なくとも１つの防止層は、前記陽極と前記発光層との間に設けられた第１防止層および／または前記発光層と前記陰極との間に設けられた第２防止層を含むことを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。

ある好ましい実施形態において、前記有機層はホール輸送層を有し、前記第１防止層は、前記ホール輸送層と前記発光層との間に設けられた防止層を含む。

ある好ましい実施形態において、前記有機層は電子輸送層を有し、前記第２防止層は、前記発光層と前記電子輸送層との間に設けられた防止層を含む。

前記ホール輸送層は前記可動物質を含んでいてもよい。前記電子輸送層は前記可動物質を含んでいてもよい。また、前記発光層は前記可動物質を含んでもよい。

前記可動物質は硫黄化合物を含んでいてもよい。前記硫黄化合物はｐｏｌｙ（ｅｔｈｅｌｅｎｅ−ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｒｎ）を含んでいてもよい。前記硫黄化合物はｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）を含んでいてもよい。また、前記可動物質は硫黄原子または硫黄イオンを含んでいてもよい。

ある好ましい実施形態において、前記少なくとも１つの防止層のパッキング密度は、前記発光層のパッキング密度よりも高い。

前記少なくとも１つの防止層は、前記発光層の密度よりも高い密度を有する材料を用いて形成されていてもよいし、前記発光層の発光材料と同一の材料を用いて形成されていてもよい。

ある好ましい実施形態において、前記少なくとも１つの防止層と前記可動物質との結合力は、前記可動物質を含む層と前記可動物質との結合力よりも大きい。

前記発光層は、青色高分子発光材料を用いて形成されていてもよい。

本発明によれば、可動物質の移動を抑制することにより、発光層における輝度の低下が抑制された、寿命の長い有機ＥＬ装置を提供できる。

本発明は、有機ＬＥＤ素子、有機ＥＬ表示装置を含む種々の有機ＥＬ装置に適用できる。

本発明者らは、有機ＥＬ装置の寿命を大幅に向上させるためには、より長寿命のデバイスを目指して研究開発を行うとともに、劣化の真因に踏み込んで技術を検討することが必要である、という強い信念により鋭意検討を重ねた。その結果、以下に説明するように、高分子型有機ＥＬ装置の劣化（輝度の低下）は、可動物質の移動によって生じるという新事実をつかむことができた。なお、本明細書では、「可動物質」とは、有機層のうち少なくとも１層（以下、「可動物質含有層」という。）に含有され、他の層や電極に移動可能な物質を意味し、可動化合物、可動イオン、可動原子などを広く含むものとする。可動物質の移動方向は、可動物質の極性などによって異なる。すなわち、可動物質のある種のものは陰極へ、またある種のものは陽極へ移動しやすい性質を有する。「可動物質含有層」（例えばホール輸送層、電子輸送層および／または発光層）は、その層が形成された初期状態において、１種または２種以上の可動物質を含んでいる。可動物質としては、その層が形成された初期状態において、不純物として含有されているもの、エージングにより（デバイスに電流を通電することにより）、有機ＥＬ装置を構成している物質が分解して可動物質として働くもの等がある。例えば、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを用いて形成された可動物質含有層における可動物質は、ＰＥＤＯＴ、ＰＳＳ、硫黄化合物、硫黄原子、硫黄イオンのいずれか１つまたは２以上を含み得る。

有機ＥＬ装置では、ホール輸送層、電子輸送層または発光層に含有された可動物質は、発光層を発光させるために印加した電圧（＞３Ｖ）で電場（＞２×１０⁵Ｖ／ｃｍ）が生じることにより、または有機ＥＬ装置が形成された時に可動物質が含有されていた層（以下「可動物質含有層」ということがある）よりも電気化学的により強い結合力を有する層が存在することにより、電極（陰極または陽極）に向かって移動する。また、可動物質の濃度勾配においても可動物質は、電極（陰極または陽極）に向かって移動し、また、電極間に印加された電場によっても可動物質は、電極（陰極または陽極）に向かって移動する。可動物質が電極に達すると、可動物質の層、可動物質は電極と電気化学的に結合した層、電極と反応することにより新たな化合物を生成した層が生成するので、陽極から発光層に注入されるホールの数や陰極から発光層へ注入される電子の数は低減する、または、励起子がトラップされる。そのため、有機ＥＬ装置の輝度が大幅に低下する。また、可動物質が電極に向かう移動中であっても、可動物質と、発光層に注入されるべき電子またはホールとが結合したり、反応したりすることによって、発光層に注入される電子やホールの数が低減する場合もある。また、例えば、上記のＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ／発光層／陰極という一般的な構成を有する高分子型有機ＥＬ装置において、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳに含まれる硫黄イオン（可動イオン）は、発光時間とともに陰極側に移動する。これらの可動イオンは、キャリアの新たなトラップサイトとなったり、消光サイトを形成したりし、発光層の輝度を低下させると考えることができる。

上述したような可動物質の問題は、青色の高分子発光材料を含む発光層を有する高分子型有機ＥＬ装置（有機ＬＥＤ素子、有機ＥＬ表示装置などを広く含む）において特に顕著である。すなわち、青色高分子発光材料を用いた有機ＥＬ装置は、一般的に、他の色の高分子発光材料を用いた有機ＥＬ装置と比べて寿命が短い。この理由を以下に説明する。青色高分子発光材料は、他の色の高分子発光材料と比べて、かさ高い置換基を有しているため、青色高分子発光材料を含む発光層のパッキング密度は、他の色の高分子発光材料を含む発光層のパッキング密度よりも低くなる。従って、可動物質は、青色高分子発光材料を含む発光層中を移動し易くなる。その結果、例えば、ホール輸送層に含まれる陰極と反応（または結合）しやすい可動物質、また、電気的にプラスに帯電している可動物質は、発光層を超えて、陰極から発光層に注入される電子の経路や陰極まで移動しやすくなり、同様に、電子輸送層に含まれる陽極と反応（結合）しやすい可動物質は、また、電気的にマイナスに帯電している可動物質は、発光層を超えて、陽極から発光層に注入されるホールの経路や陽極まで移動しやすくなるからである。

本発明は、可動物質の移動によって劣化現象（輝度の低下）が引き起こされるという新事実の発見に基づいてなされたものである。具体的には、本発明では、有機ＥＬ装置に可動イオンなどの可動物質の移動を抑制する層（以下、「防止層」と呼ぶ）を挿入することによって、上記可動物質の問題の解決を図っている。以下に、本発明による有機ＥＬ装置の実施形態を詳述する。

本実施形態の有機ＥＬ装置は、陽極と、陰極と、発光層を含む有機層と、少なくとも１つの防止層とを有している。有機層は、陽極および陰極の間に配置されており、１層であってもよいし、積層構造を有していてもよい。有機層は、発光層の他にホール輸送層および／または電子輸送層などの電荷輸送注入層を含んでいてもよい。有機層の少なくとも１層（可動物質含有層）は、その層が形成された初期状態において、可動イオン、可動化合物、可動原子などの可動物質を有している。可動物質含有層は、有機層を構成するいずれの層でもよく、例えばホール輸送層、電子輸送層、発光層などであってもよい。防止層は、可動物質が可動物質含有層から電極方向に移動することを抑制する機能を有する。そのような防止層は、陽極と発光層との間に設けられていてもよいし（第１防止層）、発光層と陰極との間に設けられていてもよい（第２防止層）。また、それらの両方に設けられていてもよい。

本実施形態の有機ＥＬ装置は、可動物資が陰極や陽極に向かう移動経路に、その移動を抑制する防止層を設けるので、可動物質に起因する有機ＥＬ装置の劣化を抑制でき、その結果、有機ＥＬ装置の寿命を格段に向上させることが可能となる。

有機層がホール輸送層を有し、ホール輸送層が陰極方向へ移動しやすい可動物質を含有している場合、第１防止層は、ホール輸送層と発光層との間に設けられた防止層を含むことが好ましい。特に、ホール輸送層が陰極方向へ移動しやすい可動物質を含有しているとき、第１防止層がホール輸送層と発光層との間に配置されていれば、このような可動物質の陰極方向への移動を抑制できるので、可動物質が、陰極から有機層へ注入される電子の数に与える影響を小さくでき、または、励起子をクエンチングする影響を小さくできる。第１防止層の代わりに、発光層と陰極との間に第２防止層を有していても同様の効果が得られる。また、第１防止層および第２防止層を両方有していれば、可動物質の移動をより効果的に抑制できる。

有機層がホール輸送層を有し、ホール輸送層が陽極方向へ移動しやすい可動物質を含有している場合、第１防止層は、陽極とホール輸送層との間に設けられた防止層を含むことが好ましい。特に、ホール輸送層が陽極方向へ移動しやすい可動物質を含有しているとき、第１防止層が陽極とホール輸送層との間に配置されていれば、このような可動物質の陽極方向への移動を抑制できるので、可動物質が、陽極から有機層へ注入されるホールの数に与える影響を小さくできる。

一方、有機層が電子輸送層を有し、電子輸送層が陽極方向へ移動しやすい可動物質を含有している場合には、第２防止層は、発光層と電子輸送層との間に設けられた防止層を含むことが好ましい。特に、電子輸送層が陽極方向へ移動しやすい可動物質を含有しているとき、第２防止層が電子輸送層と発光層との間に配置されていれば、このような可動物質の陽極方向への移動を抑制できるので、可動物質が、陽極から有機層へ注入されるホールの数に与える影響を小さくでき、または、励起子をクエンチングする影響を小さくできる。第２防止層の代わりに、発光層と陽極との間に第１防止層を有していても同様の効果が得られる。また、第１防止層および第２防止層を両方有していれば、可動物質の移動をより効果的に抑制できる。

有機層が電子輸送層を有し、電子輸送層が陰極方向へ移動しやすい可動物質を含有している場合、第２防止層は、電子輸送層と陰極との間に設けられた防止層を含むことが好ましい。特に、電子輸送層が陰極方向へ移動しやすい可動物質を含有しているとき、第２防止層が電子輸送層と陰極との間に配置されていれば、このような可動物質の陰極方向への移動を抑制できるので、可動物質が、陰極から有機層へ注入される電子の数に与える影響を小さくできる。

すなわち、ホール輸送層を有する有機ＥＬ装置では、ホール輸送層と発光層との間および／または発光層と陰極との間に、可動物質が陰極方向へ移動することを抑制する層を設けることが好ましい。また、電子輸送層を有する有機ＥＬ装置では、発光層と電子輸送層の間および／または発光層と陽極との間に、可動物質が陽極側へ移動することを抑制する層を設けることが好ましい。

可動物質は、材料を選択して有機層を形成すれば、その有機層に付随的に含まれる移動可能な物質である。可動物質として、ｐｏｌｙ（ｅｔｈｅｌｅｎｅ−ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｒｎ）やｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）などを含む硫黄化合物、硫黄原子、硫黄イオンなどが挙げられる。１種または２種以上の可動物質が、有機層のいずれか1層または２層以上に含まれることもある。

本実施形態における防止層は、可動物質が陰極または陽極方向へ移動することを抑制する機能を持っていればよい。防止層として、発光層よりパッキング密度の高い層、すなわち分子間距離が短い層（以下、「高パッキング密度層」と呼ぶことがある）、および／または可動物質に対する結合力（例えば電気化学的結合力）を有し、可動物質を捕獲する層（以下、「トラップ層」と呼ぶことがある）などを用いることができる。

可動物質の移動経路に高パッキング密度層を設けると、高パッキング密度層中は分子間距離が短いので、高パッキング密度層内では、高パッキング密度層まで移動してきた可動物質の移動速度が減少したり、可動物質が移動できなくなったりする。このように、高パッキング密度層はバリア性に勝れており、可動物質の移動を抑制できる。高パッキング密度層の材料としては特に限定されないが、例えば、材料自体の密度が発光層の発光材料の密度よりも高い材料を用いることができる。代わりに、発光材料の密度と同程度の密度を有する材料や発光材料と同一の材料を用いてもよい。その場合、高パッキング密度層の材料に対して、発光層を形成する際の発光材料の熱処理温度よりも高い温度で熱処理を行ったり、発光材料の乾燥条件とは異なる条件で乾燥させたり、高圧で処理したりすることによって、所望の密度の高パッキング密度層を形成できる。パッキング密度は、Ｘ線回折等によって測定することができる。もちろん、同じ材料を用いる場合には密度（比重）で評価できる。

一方、可動物質の移動経路にトラップ層を設けると、トラップ層に移動してくる可動物質は、トラップ層に含まれる物質とより強く結合し、それ以上移動することができなくなる。その結果、可動物質の移動を抑制できる。トラップ層と可動物質との結合力は、可動物質含有層と可動物質との結合力よりも大きいことが好ましい。ホール輸送層が可動物質含有層であれば、トラップ層の可動物質との結合力が、ホール輸送層および／または発光層の可動物質との結合力よりも大きいことが好ましく、また、そのようなトラップ層をホール輸送層と発光層との間および／または発光層と陰極との間に配置することが好ましい。一方、電子輸送層が可動物質含有層であれば、トラップ層の可動物質との結合力が、電子輸送層および／または発光層の可動物質との結合力よりも大きいことが好ましく、また、そのようなトラップ層を電子輸送層と発光層との間および／または発光層と陽極との間に配置することが好ましい。トラップ層の材料としては、特に限定されないが、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレン誘導体、ポリスピロ誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体、などを好適に用いることができる。

また、電気的には、陽極と発光層の間に設けられる第１防止層としては、ホール輸送能力を持つことが好ましい。特に、高いホール移動度を有することにより、電圧の上昇を伴うことなく、より厚いトラップ層を設けることができる。トラップ層の厚さが大きくなると、より効果的に可動物質の移動を防止することが可能となる。また、陽極と発光層の間に設けられる第１防止層としては、発光層の電子親和力より、より真空準位に近い電子親和力を持つことが好ましい。これにより、より効果的に電子を発光層中に閉じ込めることが可能となり、有機ＥＬ装置の発光効率を高めることができる。

また、電気的には、発光層と陰極との間に設けられる第２防止層としては、電子輸送能力を持つことが好ましい。特に、高い電子移動度を有することにより、電圧の上昇を伴うことなく、より厚いトラップ層を設けることができる。トラップ層の厚さが大きくなると、より効果的に可動物質の移動を防止することが可能となる。また、発光層と陰極との間に設けられる第２防止層としては、発光層のイオン化ポテンシャルより、より真空準位から遠いイオン化ポテンシャルを持つことが好ましい。これにより、ホールをより効果的に発光層中に閉じ込めることが可能となり、有機ＥＬ装置の発光効率を高めることができる。

本実施形態では、上記のような、防止層をホール輸送層と発光層との間、発光層と陰極との間、発光層と電子輸送層との間、陽極と発光層との間のうち、少なくとも１箇所に挿入する。本実施形態による有機ＥＬ装置の構成を以下に例示するが、本発明の有機ＥＬ装置の構成はこれらに限定されない。例えば、各構成に含まれる層はいずれも１層である必要はなく、積層構造を有していてもよい。また、各構成は他の層をさらに有していてもよい。
（１）陽極／ホール輸送層／防止層／発光層／陰極
（２）陽極／ホール輸送層／発光層／防止層／陰極
（３）陽極／ホール輸送層／防止層／発光層／防止層／陰極
（４）陽極／防止層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／発光層／防止層／電子輸送層／陰極
（６）陽極／防止層／発光層／防止層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／防止層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（８）陽極／ホール輸送層／防止層／発光層／電子輸送層／陰極
（９）陽極／ホール輸送層／発光層／防止層／電子輸送層／陰極
（１０）陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／防止層／陰極
（１１）陽極／防止層／ホール輸送層／防止層／発光層／電子輸送層／陰極
（１２）陽極／防止層／ホール輸送層／発光層／防止層／電子輸送層／陰極
（１３）陽極／防止層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／防止層／陰極
（１４）陽極／ホール輸送層／防止層／発光層／防止層／電子輸送層／陰極
（１５）陽極／ホール輸送層／防止層／発光層／電子輸送層／防止層／陰極
（１６）陽極／ホール輸送層／発光層／防止層／電子輸送層／防止層／陰極

上記各層の形成方法は、有機ＥＬ装置において、従来から使用されている形成方法であってもよいが、特にこれらに限定されるわけではない。

有機層（発光層、ホール輸送層、電子輸送層、防止層などを含む）の形成方法としては、有機層のパターン化を行う必要がある場合は、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法、ドクターブレード法、ディップコート法、印刷法等のウエットプロセスを用いることができる。また、マルチカラー、フルカラー表示パネルに用いる有機ＥＬ装置を作製する場合など、有機層のパターン化を行う必要がある場合は、例えば、マスク蒸着法（特開平８−２２７２７６号公報）または転写法（特開平１０−２０８８８１号公報）等のドライプロセス、インクジェット法（特開平１０−１２３７７号公報）、印刷法、吐出コート法、スプレーコート法のウエットプロセスを用いることができる。ウエットプロセスを用いて有機層を形成する場合には、有機層における吸湿や有機材料の変質を考えると、有機層を不活性ガス中で形成することが好ましい。また、有機層を形成した後に、残留溶媒を除去するために加熱乾燥を行うことが好ましい。加熱乾燥は、有機材料の変質を防止する観点で、不活性ガス中で行うことが好ましい。さらに、より効果的に残留溶剤を除去するためには、加熱乾燥を減圧下で行うことが好ましい。

電極の形成方法としては、蒸着法、ＥＢ法、ＭＢＥ法、スパッタ法等のドライプロセス、またはスピンコート法、印刷法、インクジェット法等のウエットプロセスを用いることができる。

以下、図を参照しながら、本発明による有機ＥＬ表示装置の実施形態を説明する。

（実施形態１）
図１（ａ）は、本実施形態の有機ＥＬ装置を模式的に示す断面図である。

本実施形態の有機ＥＬ装置は、基板１の上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの陽極２、ホール輸送層３、防止層７、発光層４および陰極６が順次形成された構成を有している。

図１（ａ）に示す有機ＥＬ装置は、例えば以下のような方法で作製される。

まず、絶縁性の表面を有する基板１の上に電極２を形成する。本実施形態では、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１の表面に予めＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）電極２が形成された電極付基板を用意し、洗浄する。電極付基板の洗浄としては、例えば、アセトン、ＩＰＡを用いて、超音波洗浄を１０分間行い、次に、ＵＶ−オゾン洗浄を３０分間行う。

次に、電極２の表面にホール輸送層３（厚さ：例えば６０ｎｍ）を、例えば以下に示す方法で形成する。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを純水に分散させることにより、ホール輸送層形成用塗液を作製する。このホール輸送層形成用塗液を電極２の表面にスピンコーターを用いて塗布する。この後、高純度窒素雰囲気中で、基板を加熱乾燥（２００℃、５分間）することにより、ホール輸送層形成用塗液中の溶媒を除去する。

ホール輸送層３の上に可動物質の移動を抑制するための防止層７（厚さ：例えば１０ｎｍ）を形成する。まず、後述する発光層の発光材料と同一の材料をキシレンに溶かすことにより、防止層形成用塗液を作製する。この防止層形成用塗液を、スピンコーターを用いてホール輸送層３の表面に塗布する。この後、基板を加熱乾燥することにより、防止層７を形成する。加熱乾燥の温度は、後述する発光層を形成する際の加熱乾燥の温度よりも高いことが好ましく、例えば２００℃である。加熱乾燥の温度を高くすると、より高密度の層を形成できるので、防止層７における可動物質の移動抑制効果が向上する。本実施形態における防止層７の密度は、０．３２ｍｇ／ｃｍ³である。

次いで、防止層７の上に発光層（厚さ：例えば８０ｎｍ）を形成する。まず、青色発光高分子材料をキシレンに溶かすことにより、発光層形成用塗液を作製する。この発光層形成用塗液を、スピンコーターを用いて防止層７の表面に塗布する。この基板を高純度窒素雰囲気中で加熱乾燥（９０℃、１時間）することにより、塗液中の溶媒を除去する。これにより、発光層４が得られる。なお、発光層４の密度は、防止層７の密度よりも低く、０．１８ｍｇ／ｃｍ³である。

この後、例えば以下の方法で電極６を形成する。まず、上記基板を金属蒸着用チャンバーに固定する。次に、防止層７の表面に真空蒸着法によりカルシウムを堆積（厚さ：例えば３０ｎｍ）し、続いて、真空蒸着法によりアルミニウムを堆積（厚さ：例えば３００ｎｍ）する。これにより、対向電極６が形成される。

最後に、基板１と封止用ガラス（図示せず）とをＵＶ硬化樹脂を用いて張り合わせて、有機層１０（ホール輸送層３および発光層４）と電極２および６とを封止することにより、有機ＥＬ装置が完成する。

本実施形態では、防止層７がホール輸送層３と発光層４との間に配置されているため、可動物質である硫黄化合物、もしくは硫黄イオン、は、ホール輸送層３から陰極６方向へ移動しにくくなる。その結果、可動物質の電極への移動に起因する有機ＥＬ装置の劣化が抑制される。

本実施形態における防止層７は、可動物質が陰極または陽極方向に移動することを抑制する機能を持った層であればよい。本実施形態では、防止層７として、発光層４よりも高い密度を有する（分子間距離が近い）高パッキング密度層を形成しているが、本発明はこれに限定されない。前述したように、高パッキング密度層の代わりに、可動物質に対する結合力を有するトラップ層を形成してもよい。

防止層７の厚さは、発光層４の厚さ以下であり、かつ１ｎｍ以上であることが好ましい。防止層７の厚さが、発光層４の厚さより大きいと、駆動電圧を上昇させる必要が生じる。一方、防止層７の厚さを１ｎｍより小さくすると、防止層７は不連続な膜となり、可動物質の移動を抑制する効果が低減する。

防止層７の材料や、有機層における防止層７の配置などは上記に限定されない。また、２以上の防止層７が有機層に挿入されていてもよい。本実施形態のようにホール輸送層３に可動物質が含まれている場合、ホール輸送層３よりも陰極側に複数の防止層７を設けることができる。例えば、ホール輸送層３と発光層４との間および発光層４と陰極６との間の両方に設けると、可動物質の移動をより効果的に抑制できる。また、図１（ｃ）に示すように、電極２とホール輸送層３との間に防止層７を設けてもよい。さらには、図１（ｄ）に示すように、電極２、ホール輸送層３、発光層４および電極６の全ての層間に防止層７を挿入することもできる。

本実施形態における基板１は、絶縁性の表面を有していればよく、例えば、ガラス、石英等の無機材料から形成される基板、ポリエチレンテレフタレート等のプラスティック基板、アルミナ等のセラミックス基板、アルミニウムや鉄等の金属基板にＳｉＯ₂や有機絶縁材料等の絶縁物をコートした基板、金属基板の表面に陽極酸化等の方法により絶縁化処理を施した基板などを広く用いることができる。

基板１上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子が形成されていても良い。低温プロセスでポリシリコンＴＦＴを形成する場合には、５００℃以下の温度で融解したり、歪みが生じたりしない基板を用いることが好ましい。また、高温プロセスでポリシリコンＴＦＴを形成する場合には、１０００℃以下の温度で融解したり、歪みが生じたりしない基板を用いることが好ましい。

電極２および６は、従来の電極材料を用いて形成できる。有機層にホールを注入する陽極２として、仕事関数が高い金属（Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ等）から形成される金属電極や、透明導電材料（ＩＴＯ、ＩＤＩＸＯ、ＳｎＯ₂等）を用いて形成された透明電極を用いることができる。有機層に電子を注入する陰極６として、仕事関数の低い金属と安定な金属とを積層した電極（Ｃａ／Ａｌ、Ｃｅ／Ａｌ、Ｃｓ／Ａｌ、Ｂａ／Ａｌ等）、仕事関数の低い金属を含有する電極（Ｃａ：Ａｌ合金、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等）、絶縁層（薄膜）と金属電極とを組み合わせた電極（ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＢａＦ₂／Ｂａ／Ａｌ等）などを用いることができる。電極２および６の作製方法として、蒸着法、ＥＢ法、ＭＢＥ法、スパッタ法等のドライプロセス、またはスピンコート法、印刷法、インクジェット法等のウエットプロセスを用いることができる。

発光層４は、１層であっても良いし、多層構造を有していてもよい。

発光層４は、従来の有機発光材料を用いて形成できる。発光層４は、本実施形態のように、発光材料を溶媒に溶かすことにより有機発光層形成用塗液を作製し、それを用いてウエットプロセスにより形成できる。有機発光層形成用塗液は、少なくとも１種の発光材料を含有した溶液であり、２種以上の発光材料を含有していてもよい。上記溶剤としては、上記発光材料を溶解、または、分散できる溶剤であれば良く、本発明で特に限定される物ではなく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。また、有機発光層形成用塗液は、発光材料の他に、結着用の樹脂を含有していてもよいし、レベリング剤、発光アシスト剤、電荷注入輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）、発光性のドーパント等を含有していてもよい。結着用樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられる。

発光層４はドライプロセスによって形成されてもよい。ドライプロセスにより形成される発光層４は、発光アシスト剤、電荷輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）、発光性のドーパント等を含有していてもよい。

発光層４の発光材料としては、有機ＥＬ装置用の公知の発光材料を用いることができるが、本発明は特にこれらに限定される物ではない。例えば、低分子発光材料（例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリデェン化合物、５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾ−ル誘導体、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料、アゾメチン亜鉛錯体、（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等の蛍光性有機金属化合物等）、高分子発光材料（例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）ＤＯ−ＰＰＰ、ポリ［２，５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１，４−フェニル−アルト−１，４−フェニルレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ3+）、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＰＳ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、（ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン））（ＰＤＡＦ）等）、高分子発光材料の前駆体（例えば、ＰＰＶ前駆体、ＰＮＶ前駆体。ＰＰＰ前駆体等）等が挙げられる。

ホール輸送層３は、本実施形態のように、少なくとも１種のホール輸送材料を溶媒に溶かしたホール輸送層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成できる。ホール輸送層形成用塗液は、２種以上の電荷注入輸送材料を含有していてもよい。また、ホール輸送層形成用塗液は、結着用の樹脂を含有していてもよく、その他に、レベリング剤、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。結着用樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。また、溶剤として、上記ホール輸送材料を溶解、または分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。また、ホール輸送層３は、ドライプロセスによって形成されてもよい。そのようなホール輸送層３は、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。

ホール輸送材料として、有機ＥＬ装置用、有機光導電体用の公知のホール輸送材料を用いることができ、例えば、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３‐メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン‐１‐イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）、ポリ［トリフェニルアミン誘導体］（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等の高分子材料、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）前駆体（Ｐｒｅ−ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）前駆体（Ｐｒｅ−ＰＮＶ）等の高分子材料前駆体等）などを用いることができる。

本実施形態では、電荷輸送注入層としてホール輸送層３を有しているが、本発明はこれに限定されない。本発明の有機ＥＬ装置は、電荷輸送注入層として、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層および電子注入層のうち少なくともいずれか１層を有していればよい。各電荷輸送注入層は、１層であっても良いし、多層構造であっても良い。電荷輸送注入層は、従来の電荷輸送注入材料を用いて形成することができる。なお、電荷輸送注入層が１種または２種以上の可動物質を含んでいる場合、それらの可動物質の種類や量に応じて、防止層７を有機層の好ましい位置に挿入することが好ましい。

本実施形態の有機ＥＬ装置は、１層または２層以上の電荷ブロッキング層を有していてもよい。有機ＥＬ装置において、陽極から注入されるホールと陰極から注入される電子が発光層で再結合することが理想的であり、発光効率も最も高くなるが、実際の有機ＥＬ装置では、陽極から注入されるホールが発光層を通り過ぎ、陰極まで到達してしまうもの、陰極から注入される電子が発光層を通り過ぎ、陽極まで到達してしまうものがある。このようなホールや電子は、発光に関与しないため、発光効率の低下を引き起こす。電荷ブロッキング層を設けると、このように発光層を通り過ぎる電子やホールが電極に達することを防止できるので、有機ＥＬ装置の発光効率の低下を抑制できる。例えば、陽極／ホール輸送層／発光層／陰極からなる素子に電荷ブロッキング層を設けて、陽極／ホール輸送層／発光層／電荷ブロッキング層（ホールブロッキング層）／陰極という構成にすることにより、陽極から注入されるホールが発光層を通り過ぎ、陰極に達することを防止できるので、発光効率を向上できる。また、陽極／ホール輸送層／電荷ブロッキング層（電子ブロッキング層）／発光層／陰極という構成とすることにより、陰極から注入される電子が発光層を通り過ぎ、陽極に達することを防止できるので、発光効率を向上できる。

電荷ブロッキング層は、少なくとも１種の電荷ブロッキング材料を用いてドライプロセスにより形成されてもよい。電荷ブロッキング層は、添加剤（ドナー、アクセプター等）等が含有されていてもよい。また、少なくとも１種の電荷ブロッキング材料を溶媒に溶かして得られた電荷ブロッキング層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成されてもよい。電荷ブロッキング層形成用塗液は、１種または２種以上の電荷ブロッキング材料の他に、結着用の樹脂（ポリカーボネート、ポリエステル等）を含有していてもよく、その他、レベリング剤等を含有していていてもよい。溶剤としては、上記電荷ブロッキング材料を溶解または分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。

電荷ブロッキング材料としては、有機ＥＬ装置用の公知の電荷ブロッキング材料を用いることができるが、本発明は特にこれらに限定されない。例えば、電荷ブロッキング材料として、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチル−１，１０−フェナントロリン等を用いることができる。

本実施形態では、封止基板を用いて有機ＥＬ装置を封止しているが、封止基板の代わりに封止膜を用いてもよい。封止膜または封止基板の材料として、従来から封止に用いられる材料を用いることができる。また、封止方法として、公知の封止方法を用いることができる。例えば、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスをガラス、金属等で封止する方法、更に、不活性ガス中に酸化バリウム等の吸湿剤等を混入する方法を用いることができる。また、対向電極６上に樹脂を直接スピンコートしたり、貼り合わせたりして、封止膜を形成してもよい。このように、有機層および電極を封止することにより、外部からの酸素、水分が有機ＥＬ装置内に混入するのを防止できるので、有機ＥＬ装置の寿命を向上できる。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置の寿命を評価した結果を説明する。

実施例１の有機ＥＬ装置は、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１上に、ＩＴＯ電極２と、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層（ホール輸送層）３（厚さ：６０ｎｍ）と、青色高分子発光材料（ポリフルオレン誘導体）を用いて形成された防止層７（厚さ：１０ｎｍ、密度：０．３２ｍｇ／ｃｍ³、乾燥温度：２００℃）と青色高分子発光材料を用いて形成された発光層４（厚さ：８０ｎｍ、密度：０．１８ｍｇ／ｃｍ³、乾燥温度：１５０℃）と、カルシウム（厚さ：３０ｎｍ）／アルミニウム（厚さ３００ｎｍ）電極６とが順次積層された構造を有している。実施例１の有機ＥＬ装置に含まれる各層は、上述した方法で形成されている。

実施例１の有機ＥＬ装置と比較するために、比較例１の有機ＥＬ装置を作製する。比較例１の有機ＥＬ装置は、図３（ａ）に示すように、ホール輸送層３と発光層４の間に防止層７が設けられていないこと以外は、本実施形態の有機ＥＬ装置と同様の構成を有しており、上述した実施例１の有機ＥＬ装置の作製方法と同様の方法で作製される。

次に、比較例１の有機ＥＬ装置および図１（ａ）に示す本実施形態の有機ＥＬ装置のそれぞれについて、２５℃の環境下で発光効率と輝度半減寿命とを測定することにより、寿命の評価を行った。「発光効率」は、投入電力に対する発光強度（ｌｍ／Ｗ）である。「輝度半減寿命」は、有機ＥＬ装置に一定の電流（１００ｍＡ／ｃｍ²）を印加して連続的に発光させ、輝度が初期輝度に対して５０％に低下するまでの時間であり、ここでは、比較例１の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命を１とした場合の相対値で示す。

評価結果を表１に示す。

表１からわかるように、本実施形態の有機ＥＬ装置の発光効率は、比較例１の有機ＥＬ装置の発光効率と等しいが、本実施形態の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命は、比較例１の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命よりも１．５倍長くなっている。すなわち、防止層７を挿入することで、輝度半減寿命が１．５倍向上する。これは、防止層７によって、輝度低下の原因となる可動物質の移動が抑制されたためと考えられる。

（実施形態２）
本実施形態の有機ＥＬ装置は、実施形態１の有機ＥＬ装置と同様に、図２（ａ）に示すような構成を有している。すなわち、ホール輸送層３と発光層４との間に、防止層７（厚さ：例えば１０ｎｍ）を有している。異なる点は、本実施形態では、防止層７の材料として、実施形態１の防止層７の材料（青色発光高分子材料）より密度が高い高分子材料を用いることである。従って、防止層７の材料は、発光層４の発光材料よりも高い密度を有している。防止層７の形成は、実施形態１と同様に、防止層形成用塗液をスピンコートで塗布した後、２００℃で乾燥させることにより行う。

実施例２の有機ＥＬ装置は、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１上に、ＩＴＯ電極２と、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層（ホール輸送層）３（厚さ：６０ｎｍ）と、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン‐１‐イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジンを用いて形成された防止層７（厚さ：１０ｎｍ、密度：０．４８ｍｇ／ｃｍ³）と、青色高分子発光材料を用いて形成された発光層４（厚さ：８０ｎｍ、密度：１８ｍｇ／ｃｍ³）と、カルシウム（厚さ：３０ｎｍ）／アルミニウム（厚さ３００ｎｍ）電極６とが順次積層された構造を有している。実施例２の有機ＥＬ装置に含まれる各層は、上述した方法で形成されている。

実施例２の有機ＥＬ装置についても、実施例１における評価方法と同様の方法で、２５℃の環境下で寿命の評価を行った（表１）。

表１からわかるように、防止層７として、発光材料よりも密度の高い材料（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン‐１‐イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）を用いて形成した防止層７を挿入することにより、有機ＥＬ装置の輝度半減寿命を比較例１の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命よりも２．５倍向上できる。また、密度の高い材料を用いて形成した本実施形態における防止層は、発光材料と同一の材料を用いて形成した実施形態１の防止層よりも、可動物質の移動抑制効果に優れていることがわかる。

（実施形態３）
本実施形態の有機ＥＬ装置を図２（ｂ）に示す。本実施形態では、防止層７（厚さ：１０ｎｍ）は発光層４と陰極６との間に設けられている。本実施形態における防止層７は、発光層の発光材料（青色発光高分子材料）より密度の高い高分子材料を含む防止層形成用塗液を、発光層４の表面にスピンコートで塗布した後、９０℃で乾燥させることにより形成される。これらの点以外の構成や作製方法は、実施形態１と同様である。

実施例３の有機ＥＬ装置は、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１上に、ＩＴＯ電極２と、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層（ホール輸送層）３（厚さ：６０ｎｍ）と、青色高分子発光材料を用いて形成された発光層４（厚さ：８０ｎｍ、密度：０．１８ｍｇ／ｃｍ³）と、シロール誘導体を用いて形成された防止層７（厚さ：１０ｎｍ、密度：０．５６ｍｇ／ｃｍ³）と、カルシウム（厚さ：３０ｎｍ）／アルミニウム（厚さ３００ｎｍ）電極６とが順次積層された構造を有している。実施例３の有機ＥＬ装置に含まれる各層は、上述した方法で形成されている。

実施例３の有機ＬＥＤ素子についても、実施例１における評価方法と同様の方法で、２５℃の環境下で寿命の評価を行った（表１）。

表１からわかるように、防止層７を発光層４と陰極６との間に挿入することにより、有機ＥＬ装置の輝度半減寿命が比較例の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命と比べて５倍向上する。これは、防止層７によって、有機層中の可動物質が陰極へ移動され難くなり、その結果、有機ＥＬ装置の輝度の低下が抑制されるためと考えられる。また、発光材料よりも密度の高い材料を用いれば、低い乾燥温度（例えば９０℃）でも優れた効果をもつ高パッキング密度層を形成できることがわかる。

（実施形態４）
本実施形態の有機ＥＬ装置の構成は、防止層７の厚さを小さく（例えば１ｎｍ）としたこと以外は、実施形態３の有機ＥＬ装置の構成と同様である。また、本実施形態の有機ＥＬ装置の作製方法も、実施形態３の有機ＥＬ装置の作製方法と同様である。

実施例４の有機ＥＬ装置は、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１上に、ＩＴＯ電極２と、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層（ホール輸送層）３（厚さ：６０ｎｍ）と、青色高分子発光材料を用いて形成された発光層４（厚さ：８０ｎｍ、密度：０．１８ｍｇ／ｃｍ³）と、シロール誘導体を用いて形成された防止層７（厚さ：１ｎｍ、密度：０．５６ｍｇ／ｃｍ³）とカルシウム（厚さ：３０ｎｍ）／アルミニウム（厚さ３００ｎｍ）電極６とが順次積層された構造を有している。実施例４の有機ＥＬ装置に含まれる各層は、上述した方法で形成されている。

実施例４の有機ＬＥＤ素子についても、実施例１における評価方法と同様の方法で、２５℃の環境下で寿命の評価を行った（表１）。

表１からわかるように、防止層７を発光層４と陰極６との間に挿入することにより、有機ＥＬ装置の輝度半減寿命が比較例の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命と比べて６倍向上する。このことから、防止層７の厚さが１ｎｍであっても、可動物質の移動を抑制する効果を示すことが確認できる。

(実施形態５)
本実施形態の有機ＥＬ装置の構成は、防止層７の厚さを大きく（例えば１００ｎｍ）したこと以外は、実施形態３の有機ＥＬ装置の構成と同様である。また、本実施形態の有機ＥＬ装置の作製方法も、実施形態３の有機ＥＬ装置の作製方法と同様である。

実施例５の有機ＥＬ装置は、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１上に、ＩＴＯ電極２と、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層（ホール輸送層）３（厚さ：６０ｎｍ）と、青色高分子発光材料を用いて形成された発光層４（厚さ：８０ｎｍ、密度：０．１８ｍｇ／ｃｍ³）と、シロール誘導体を用いて形成された防止層７（厚さ：１００ｎｍ、密度：０．５６ｍｇ／ｃｍ³）とカルシウム（厚さ：３０ｎｍ）／銀（厚さ３００ｎｍ）電極６とが順次積層された構造を有している。実施例５の有機ＥＬ装置に含まれる各層は、上述した方法で形成されている。

実施例５の有機ＬＥＤ素子についても、実施例１における評価方法と同様の方法で、２５℃の環境下で寿命の評価を行った（表１）。

表１からわかるように、防止層７を発光層４と陰極６との間に挿入することにより、有機ＥＬ装置の輝度半減寿命が比較例の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命と比べて４倍向上する。このことから、防止層７の厚さが１００ｎｍであっても、可動物質の移動を抑制する効果を示すことが確認できる。しかし、防止層７の厚さの増加に伴い、駆動電圧が上昇するので、発光効率は低下する。

(実施形態６)
本実施形態の有機ＥＬ装置の構成は、防止層７の厚さを０．５ｎｍと小さくしたこと以外は、実施形態３の有機ＥＬ装置の構成と同様である。また、本実施形態の有機ＥＬ装置の作製方法も、実施形態３の有機ＥＬ装置の作製方法と同様である。

実施例６の有機ＥＬ装置は、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１上に、ＩＴＯ電極２と、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層（ホール輸送層）３（厚さ：６０ｎｍ）と、青色高分子発光材料を用いて形成された発光層４（厚さ：８０ｎｍ、密度：０．１８ｍｇ／ｃｍ³）と、シロール誘導体を用いて形成された防止層７（厚さ：０．５ｎｍ、密度：０．５６ｍｇ／ｃｍ³）とカルシウム（厚さ：３０ｎｍ）／銀（厚さ３００ｎｍ）電極６とが順次積層された構造を有している。実施例５の有機ＥＬ装置に含まれる各層は、上述した方法で形成されている。

実施例６の有機ＥＬ装置についても、実施例１における評価方法と同様の方法で、２５℃の環境下で寿命の評価を行った（表１）。

表１からわかるように、防止層７を発光層４と陰極６との間に挿入しても、有機ＥＬ装置の輝度半減寿命は比較例の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命と同程度（０．８倍）である。このことから、防止層７の厚さを０．５ｎｍと小さくすると、防止層７は不連続な膜となり、可動物質の移動を抑制する効果を示さないことがわかる。

(実施形態７)
図２（ａ）は、本実施形態の有機ＥＬ装置を模式的に示す断面図である。

本実施形態の有機ＥＬ装置は、基板１の上に、ＩＴＯなどの陽極２、ホール輸送層３、発光層４、防止層７、電子輸送層５および陰極６が順次形成された構成を有している。

図２（ａ）に示す有機ＥＬ装置は、例えば以下のような方法で作製される。

まず、基板１の上に電極２を形成する。基板１および電極２は、実施形態１で用いた基板１および電極２と同様のものを用いることができる。本実施形態では、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１に予めＩＴＯ電極が形成された基板を用いる。この基板を、アセトンやＩＰＡを用いて音波洗浄（１０分間）し、次に、ＵＶ−オゾン洗浄（３０分間）する。

次に、電極２の上にホール輸送層３（厚さ：例えば６０ｎｍ）を以下のようにして形成する。ホール輸送層形成用塗液を電極２の表面にスピンコーターを用いて塗布し、この後、２００℃で５分間、高純度窒素雰囲気中で加熱乾燥することによって、ホール輸送層形成用塗液中の溶媒を除去する。本実施形態では、ホール輸送層形成用塗液として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを純水に分散させたものを用いる。

続いて、ホール輸送層３の上に発光層４（厚さ：例えば８０ｎｍ）を以下のようにして形成する。発光層形成用塗液をホール輸送層３の表面にスピンコーターを用いて塗布し、この後、９０℃で１時間、高純度窒素雰囲気中で加熱乾燥することにより、発光層形成用塗液中の溶媒を除去する。本実施形態では、発光層形成用塗液として、青色発光高分子材料をキシレンに溶かしたものを用いる。

発光層４の上に可動物質の移動を抑制するための防止層７（厚さ：例えば１０ｎｍ）を形成する。まず、発光層の発光材料（青色発光高分子材料）よりも密度が高い材料（例えば、シロール誘導体、トリアゾール誘導体等）を基板上に成膜することで防止層７を形成する。

次に、防止層７の上に電子輸送層５（厚さ：例えば３０ｎｍ）を形成する。本実施形態では、電子輸送層５の材料としてセシウムをドープしているポリ（オキサジアゾール）を用いる。また、電子輸送層５の形成は、スピンコート法により行う。ここでセシウムは、陰極から電子輸送層への電子の注入を向上する目的と、電子輸送層の電子の移動度を高める目的で電子輸送層にドープしている。

電子輸送層５を形成した後、基板を金属蒸着用チャンバーに固定する。

電子輸送層５の上に、電極（陰極）６を形成する。電極６の形成は、カルシウムを真空蒸着法により堆積させ（厚さ：例えば３０ｎｍ）、次いでアルミニウムを真空蒸着法により堆積させる（厚さ：例えば３００ｎｍ）ことにより行う。

最後に、封止用ガラスを、ＵＶ硬化樹脂を用いて基板１と張り合わせて、有機ＥＬ装置を完成する。

電子輸送層５は、上述したように、電子注入輸送材料を溶剤に溶かした電子輸送層形成用塗液を用いて、ウエットプロセスにより形成できる。電子輸送層形成用塗液は、２種以上の電子注入輸送材料を含有していてもよい。また、電子輸送層形成用塗液は、結着用の樹脂を含有していてもよく、その他に、レベリング剤、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。結着用樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。また、溶剤として、上記ホール輸送材料を溶解、または分散できる溶剤であればよく、例えば、純水、メタノール、エタノール、ＴＨＦ、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を用いることができる。また、電子輸送層５は、ドライプロセスによって形成されてもよい。そのような電子輸送層３は、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含有していてもよい。

電荷注入輸送材料としては、有機ＬＥＤ用、有機光導電体用の公知の電荷注入輸送材料が使用可能であるが、本発明は特にこれらに限定される物ではない。例えば、無機ｎ型半導体材料、オキサジアゾ−ル誘導体、トリアゾ−ル誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体などの低分子材料、ポリ［オキサジアゾール］（Ｐｏｌｙ−ＯＸＺ）などの高分子材料等を用いても良い。

電子輸送層５以外の有機層や電極２、６の材料および形成方法は、実施形態１で例示した材料および形成方法であってもよい。また、本実施形態における有機層は、実施形態１と同様に、電荷ブロッキング層を有していてもよい。

本実施形態では、防止層７は発光層４と電子輸送層５との間に設けられているが、本発明の有機ＥＬ装置の構成はこれに限らない。防止層７は、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、発光層４と陽極２との間に設けられてもよい。このように、電子輸送層５の陽極側に防止層７を設けると、電子輸送層５に含まれる可動物質が陽極２まで移動することを防止できる。また、図２（ｄ）に示すように、電子輸送層５と陰極６との間に設けられてもよい。さらに、複数の防止層７が有機層１０に含まれていてもよく、例えば、図２（ｅ）に示すように、電極２、ホール輸送層４、発光層４、電子輸送層５および電極６の全ての層間に防止層７を挿入することもできる。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置の寿命を評価したので、その結果を説明する。

実施例７の有機ＥＬ装置は、３０×３０ｍｍ角のガラス基板１上に、ＩＴＯ電極２と、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層（ホール輸送層）３（厚さ：６０ｎｍ）と、青色高分子発光材料を用いて形成された発光層４（厚さ：８０ｎｍ、密度：０．１８ｍｇ／ｃｍ³）と、シロール誘導体を用いて形成された防止層７（厚さ：１０ｎｍ、密度：０．５６ｍｇ／ｃｍ³）と、セシウムをドープしたポリ（オキサジアゾール）を用いて形成した電子輸送層５（厚さ：３０ｎｍ、密度：０．２４ｍｇ／ｃｍ³）と、カルシウム（厚さ：３０ｎｍ）／アルミニウム（厚さ３００ｎｍ）電極６とが順次積層された構造を有している。実施例７の有機ＥＬ装置に含まれる各層は、上述した方法で形成されている。

実施例７の有機ＥＬ装置と比較するために、比較例２の有機ＥＬ装置を作製する。比較例２の有機ＥＬ装置は、図３（ｂ）に示すように、発光層４と電子輸送層５との間に防止層７が設けられていないこと以外は、実施例７の有機ＥＬ装置と同様の構成を有しており、上述した本実施形態の有機ＥＬ装置の作製方法と同様の方法で作製される。

比較例２の有機ＥＬ装置および図２（ａ）に示す実施例７の有機ＥＬ装置のそれぞれについて、実施例１における評価方法と同様の方法で、２５℃の環境下で寿命の評価を行った（表１）。

表１からわかるように、防止層７を発光層４と電子輸送層５との間に挿入することにより、有機ＥＬ装置の輝度半減寿命が比較例の有機ＥＬ装置の輝度半減寿命と比べて５倍向上している。このことから、防止層７によって、電子輸送層５に含まれる可動物質（セシウム、またはセシウムイオン）が陽極２まで移動し難くなるので、可動物質の移動に起因する有機ＥＬ装置の劣化が抑制できることがわかる。

本発明は、有機ＬＥＤ素子や有機ＬＥＤ表示パネル（有機ＥＬ表示装置）などの各種有機ＥＬ装置に好適に適用される。有機ＬＥＤ表示パネルの駆動方法は特に限定されず、パッシブマトリックス駆動でもアクティブマトリックス駆動でもよい。また、前述したように、従来の青色高分子発光材料を用いた有機ＥＬ装置では、可動物質の移動による輝度の低下が特に問題であることから、本発明を、青色高分子発光材料を用いた有機ＥＬ装置に適用すると特に有利である。

本発明による実施形態の有機ＥＬ装置の部分断面模式図である。 本発明による他の実施形態の有機ＥＬ装置の部分断面模式図である。 従来の有機ＥＬ装置の部分断面模式図である。

符号の説明

１ 基板
２、６ 電極
３ ホール輸送層
４ 発光層
５ 電子輸送層
７ 防止層
１０ 有機層

Claims (3)

1. 陽極と、陰極と、青色高分子発光材料を用いて形成された発光層を含む有機層とを備え、前記有機層は前記陽極と前記陰極との間に設けられている有機ＥＬ装置であって、
   前記有機層の少なくとも１層は、可動物質を含み、
   前記有機層は、前記可動物質が前記陰極まで移動することを抑制するための少なくとも１つの防止層をさらに有し、
   前記青色高分子発光材料はポリフルオレン誘導体であり、
   前記可動物質を含む層はＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）／ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））からなる層であり、
   前記少なくとも１つの防止層は、前記青色高分子発光材料と同一の材料を用いて形成されており、前記少なくとも１つの防止層のパッキング密度は、前記発光層のパッキング密度よりも高く、
   前記少なくとも１つの防止層は、前記陽極と前記発光層との間に設けられた第１防止層および／または前記発光層と前記陰極との間に設けられた第２防止層を含んでいる、有機ＥＬ装置。
2. 前記有機層はホール輸送層を有し、
   前記少なくとも１つの防止層は前記第１防止層を含んでおり、
   前記第１防止層は、前記ホール輸送層と前記発光層との間に設けられた防止層を含む、請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記有機層は電子輸送層を有し、
   前記少なくとも１つの防止層は前記第２防止層を含んでおり、
   前記第２防止層は、前記発光層と前記電子輸送層との間に設けられた防止層を含む、請求項１に記載の有機ＥＬ装置。

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