JP2011028878A - 有機発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経時的に安定した良好な発光特性が得られる有機発光装置を提供する。
【解決手段】基板１０上に設けられ、反射電極層を含む第一電極層２０と、第一電極層２０上に設けられ、第一発光層３２と第一電子注入層３３とを含む第一有機化合物層３０と、第一有機化合物層３０上に設けられる第二電極層４０と、第二電極層４０上に設けられ、第二発光層５２と第二電子注入層５３とを含む第二有機化合物層５０と、第二有機化合物層５０上に設けられる第三電極層６０と、から構成され、第一電子注入層３３がアルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有し、第二電子注入層５３がアルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有し、第一電子注入層３３又は第二電子注入層５３が第二電極層４０と接しており、第二電極層４０が、Ａｇの体積比率が９０％以上の合金からなる膜であり、かつ蒸着法により形成されることを特徴とする、有機発光装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光装置に関する。

電極層と有機化合物層とが交互に設けられ、有機発光素子に相当する部材が複数積み重ねてなる多色発光装置において、光共振（キャビティー）効果を利用して光取り出し効率の向上を図る試みが従来からなされている。例えば、特許文献１に示される方法、即ち、基板上の電極である第一電極層を反射電極とし、第一電極層に一番近い中間電極層である第二電極層を半透過反射膜にすることで光共振効果を利用する方法が挙げられる。

ここで特許文献１に示される多色発光装置において、光共振効果を利用可能にするための電極層（半透過反射膜）として、第二電極層を形成する場合、この第二電極層の構成材料としてＡｇが採用される。Ａｇは高い反射率と高い光透過率とを併せ持つ金属材料であるので、光を効率良く共振させると共に光を効率良く取り出す機能が要求される第二電極層の構成材料として最適であるからである。

一方、特許文献１に示される半透過反射膜は、電子注入性を向上させるために低仕事関数金属であるＭｇとＡｇとの合金（Ｍｇの含有率は３０％〜７０％である。）を膜厚１２ｎｍで成膜している。ここで半透過反射膜をＭｇとＡｇとの合金薄膜にするのは、半透過反射膜の電子注入性を向上させるためである。このため特許文献１に示される半透過反射膜は電子注入層としての機能も兼ね備えている。

米国特許第５９３２８９５号明細書

しかし、Ａｇ以外の金属の比率を上げて半透過反射膜を成膜すると、膜自体の反射率や透過率が低下する。また半透過反射膜の光透過率の低下により装置自体の発光効率が低下してしまう。

そこで、半透過反射膜に接する電子注入層として、アルカリ金属化合物からなる層又は少なくともアルカリ金属を含む有機化合物層を設ける方法が提案されている。この方法では、半透過反射膜に含まれるＡｇ以外の金属の比率を小さくすることができる。このため、Ａｇが有する特性（高反射率、高光透過率）を生かしつつ、半透過反射膜の光吸収を抑えることができるため、半透過反射膜から電子注入層へ向けて直接電子を注入することができる。しかしこの方法では、アルカリ金属化合物を含む電子注入層上にＡｇ薄膜を成膜する際に、当該Ａｇ薄膜が島状の不連続な膜になりやすく電子注入層を十分に被覆することができない可能性がある。そうすると、Ａｇ薄膜が形成されていないいわゆる膜欠陥が発生している部分において、電子注入層に含まれるアルカリ金属が電子注入層から他の層に拡散してしまい、高電圧化や発光特性の低下等の経時変化を引き起こすという問題が生じていた。

そこで本発明は、経時的に安定した良好な発光特性が得られる有機発光装置を提供することを目的とする。

本発明の有機発光装置は、基板と、
該基板上に設けられ、反射電極層を含む第一電極層と、
該第一電極層上に設けられ、第一発光層と第一電子注入層とを含む第一有機化合物層と、
該第一有機化合物層上に設けられる第二電極層と、
該第二電極層上に設けられ、第二発光層と第二電子注入層とを含む第二有機化合物層と、
該第二有機化合物層上に設けられる第三電極層と、から構成され、
該第一電子注入層がアルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有し、
該第二電子注入層がアルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有し、
該第一電子注入層又は該第二電子注入層が該第二電極層と接しており、
該第二電極層が、Ａｇの体積比率が９０％以上の合金からなる膜であり、かつ蒸着法により形成されることを特徴とする。

本発明によれば、経時的に安定した良好な発光特性が得られる有機発光装置を提供することができる。即ち、本発明により、半透過反射膜に接触しているアルカリ金属を含む層（電子注入層）からアルカリ金属を拡散させることなく、安定した発光特性を得ることが可能となる。

本発明の有機発光装置における第一の実施形態を示す断面模式図である。 本発明の有機発光装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。 本発明の有機発光装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。

本発明の有機発光装置は、基板と、該基板上に設けられ、第一電極層と、第一有機化合物層と、第二電極層と、第二有機化合物層と、第三電極層と、からなる発光部と、から構成される。

本発明の有機発光装置において、第一電極層は、基板上に設けられ、反射電極層を含む電極層（下部電極）である。

本発明の有機発光装置において、第一有機化合物層は、第一電極層上に設けられ、第一発光層と第一電子注入層とを含む有機化合物層である。尚、第一電子注入層は、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有している。

本発明の有機発光装置において、第二電極層は、第一有機化合物層上に設けられる中間電極層である。尚、第二電極層は、第一電子注入層又は後述する第二電子注入層と接している。また第二電極層は、Ａｇの体積比率が９０％以上の合金からなる膜であり、かつ蒸着法により形成される電極層である。

本発明の有機発光装置において、第二有機化合物層は、第二電極層上に設けられ、第二発光層と第二電子注入層とを含む有機化合物層である。尚、第二電子注入層は、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有している。

本発明の有機発光装置において、第三電極層とは、第二有機化合物層上に設けられる電極層である。

以下、図面を参照しながら、本発明の有機発光装置について詳細に説明する。尚、特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用することができる。また以下に説明する実施形態は、あくまでも発明の一つの実施形態であって、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１は、本発明の有機発光装置における第一の実施形態を示す断面模式図である。図１（ａ）及び（ｂ）の有機発光装置１、２は、それぞれ基板１０上に、有機発光素子に相当する部材が複数積み重なっている。より具体的には、基板１０上には、第一電極層２０と、第一有機化合物層３０と、第二電極層４０と、第二有機化合物層５０と、第三電極層６０と、からなる発光部（画素）が設けられている。

本発明の有機発光装置において、第一電極層２０は、反射電極層を含む電極層であるので、本実施形態の有機発光装置は、トップエミッション型の有機発光装置である。また本発明の有機発光装置において、２つの発光層（第一発光層３２、第二発光層５２）からは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）又は青色（Ｂ）の発光が出力される。このため、一つの画素から２種類の発光を出力させることができる。ただし、本発明において、各発光層から出力される光の色や発光色の組み合わせについては、特に限定されるものではない。尚、図１（ａ）及び（ｂ）の有機発光装置１、２は、発光部が一組分、即ち、画素一つ分について図示されているが、実際の有機発光層装置では、この画素がマトリックス状に配置されている。

本発明の有機発光装置において、第一有機化合物層３０は、少なくとも発光層（第一発光層３２）と、電子注入層（第一電子注入層３３）とを有する積層体である。ただし図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、正孔注入層（第一正孔注入層３１）を設けてもよい。また図示はしていないが、発光層と電荷注入層（正孔注入層・電子注入層）との間に、電荷輸送層（正孔輸送層・電子輸送層）をさらに設けてもよい。

第一有機化合物層３０に含まれる第一電子注入層３３は、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有する層である。アルカリ金属又はアルカリ金属化合物は、電子注入性を向上させる低仕事関数の化合物であるため電子注入層の構成材料として適している。

電子注入層に含まれるアルカリ金属として、リチウム、ナトリウム、セシウムが挙げられる。

また電子注入層に含まれるアルカリ金属化合物として、上述したアルカリ金属のハロゲン化物、酸化物、炭酸化合物等が挙げられる。

アルカリ金属やアルカリ金属化合物を含む層は、アルカリ金属化合物をそのまま蒸着して単層の薄膜を形成する方法、他の構成材料と共蒸着して層を構成する方法等が挙げられる。アルカリ金属化合物をそのまま蒸着して単層の薄膜を形成する方法とは、具体的には、電子注入性を向上させる機能を有する公知の材料を蒸着して薄膜を形成する方法である。アルカリ金属化合物としては、上述したアルカリ金属のハロゲン化物、酸化物、炭酸化合物等が挙げられる。アルカリ金属化合物をそのまま蒸着して単層の薄膜を形成する方法により電子注入層を形成する場合、電子注入層の膜厚は、好ましくは、０．５ｎｍ程度とする。

他の構成材料と共蒸着して層を構成する方法とは、具体的には、アルカリ金属と電子注入性能を有する有機化合物とを共蒸着して層を形成する方法である。この方法を採用する際、電子注入層に含めるアルカリ金属の蒸着源としては、上述したアルカリ金属やアルカリ金属化合物等を使用することができる。また、電子注入性能を有する有機化合物としては、後述する電子輸送材料として使用される有機化合物を使用することができる。またこの方法を行い形成される電子注入層の膜厚は、光共振効果を考慮して光学的に計算して決めることができる。

上述した方法で形成された電子注入層は、低仕事関数の金属材料で薄膜を形成する方法に比べて、透明かつ電子注入性に優れると共に光取り出し効率を向上させることができる。

本発明の有機発光装置において、第二電極層４０は、第一発光層３２から出力された光を透過又は反射する半透過反射膜である。第二電極層４０を半透過反射膜とすることにより、第一電極層２０と第二電極層４０との間で光共振効果を生じさせることが可能となる。また第二電極層４０は、具体的には、蒸着法によって第一電子注入層３３上に形成されるＡｇを含む合金薄膜であり、連続性を有し膜欠陥がほとんどない金属薄膜である。

ところで、アルカリ金属やアルカリ金属化合物（アルカリ金属成分）を含む電子注入層に接するように、膜厚が薄いＡｇ膜を形成しようとすると、Ａｇの部分的かつ不均一な凝集が起こり、島状の不均一なＡｇ薄膜が徐々に成長する。しかし、膜厚が薄いために完全に被覆された膜にはならない。このため、電子注入層の表面をＡｇ膜で十分に被膜することができない。例えば、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）を用いてＡｇ膜を観察すると、当該Ａｇ薄膜に被覆されずに剥き出しになっている有機化合物層（電子注入層）の表面が局所的に確認できる。例えば、図１に示されるように、ガラス基板／第一有機化合物層（３０）／Ａｇ薄膜／第二有機化合物層（５０）の順番で積層されている積層体の断面を観察すると、任意の切り口においてＡｇ薄膜が不連続の膜となっている。このため第一有機化合物層３０と第二有機化合物層５０とが直接接している部分が存在するため、Ａｇ薄膜が第一有機化合物層３０と第二有機化合物層５０とを完全に分断する機能を果たしていないことになる。このように不連続に形成されている第二電極層４０（Ａｇ薄膜）上にさらに第二有機化合物層５０を成膜すると、第一電子注入層３３に含まれるアルカリ金属成分が第二有機化合物層５０と直接接している箇所から通り抜ける。これによりアルカリ金属成分が第一有機化合物層３０から第二有機化合物層５０へと拡散してしまい、結果として高電圧化や発光特性の低下等の経時変化を引き起こす。

尚、このＡｇ薄膜についてさらにＡｇ等の材料を蒸着すれば、Ａｇ薄膜を連続した膜とすることが可能であり、これにより上記アルカリ金属成分の拡散を抑制することができる。しかし、連続した膜になるまでＡｇ等の材料を蒸着すると、形成される金属薄膜の膜厚が自ずと厚くなり当該金属薄膜において光の反射・吸収が増大し、ついには光が透過しなくなる。そうすると第二電極層４０が光取り出し電極としての機能を有さなくなる。

そこで発明者らは第二電極層４０の構成材料を、Ａｇの体積比率が９０％以上の合金にすることを見出した。Ａｇの体積比率が９０％以上の合金を第二電極層の構成材料とすることにより、第二電極層４０を層の膜厚を薄くしたとしても連続した膜として形成することが可能となる。そして第二電極層４０の光透過性を確保しつつ、上述したアルカリ金属の拡散を抑制することが可能となる。このため経時的に安定した良好な発光特性が得られる。

第二電極層４０は、シート抵抗が低い方が望ましい。また第二電極層４０は光取り出し電極として機能する以上、光の取り出し効率を高めるための特性である透過率が高いことが望ましい。一方、光共振効果を利用できるようにするための光干渉条件や視野角特性の条件を満足するのが望ましい。

例えば、第二電極層４０のシート抵抗を低くするという観点から、第二電極層４０の膜厚は、好ましくは、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下とする。第二電極層４０の膜厚が１０ｎｍより薄いと、シート抵抗が高くなるため、駆動電圧が高くなり、これに伴い配線位置に対して発光ムラが生じる等の問題が生じる。一方、第二電極層４０の膜厚が２０ｎｍより厚いと、光共振効果が強くなり過ぎてしまい、第一有機化合層の膜厚の変化に対して発光の色度や効率が敏感に変化してしまう。また第二電極層４０の膜厚が２０ｎｍより厚いと、視野角特性も正面輝度や正面色度との差が大きくなってしまう。

以上にように、第一電子注入層３３を第二電極層４０で被覆することの重要性について以下に説明する。

図１（ａ）に示されるトップカソード型の場合、第二電極層に膜欠陥が生じると、第一電子注入層３３に含まれるアルカリ金属成分が第二正孔注入層５１へ拡散するため、第二正孔注入層５１の仕事関数を低下させる。このため、第二電極層４０から第二正孔注入層５１への正孔注入を著しく阻害し高電圧化を招くため、第一電子注入層３３を第二電極層４０で被覆することは重要である。

一方、図１（ｂ）に示されるトップアノード型の場合、第二電極層に膜欠陥が生じると、第一電子注入層３３と第二電子注入層５３との間でアルカリ金属が移動して電子注入層内のアルカリ金属成分の濃度（ドーパント濃度）が変化する。そうすると、各電子注入層（３３，５３）の電子注入性が変化し、各々の発光特性が変化してしまう。また、電子注入層（３３，５３）に含まれるアルカリ金属成分の濃度が高いと、当該アルカリ金属成分の一部が有機化合物層（３０，５０）を構成する他の層の中を拡散し陽極表面にまで達する可能性がある。例えば、第二電子注入層５３に含まれているアルカリ金属が第二電子注入層５３から第二電極層４０をすり抜けて第一電子注入層３３に移動する。そして第一電子注入層３３中のアルカリ金属成分の濃度が増加した後、第一電極層２０の表面までアルカリ金属成分が拡散する。ここで陽極（第一電極層２０）表面にアルカリ金属成分が接近すると、陽極に接する層（正孔注入層３１）の仕事関数が低下し高電圧化が起こる場合がある。従って、上記の不都合を生じさせないためにも、第一電子注入層３３を第二電極層４０で被覆することは重要である。

他方で、トップアノード型の場合に本発明を適用すると、アルカリ金属成分の拡散が抑制されるので、第一電子注入層３３及び第二電子注入層５３にそれぞれ含まれるアルカリ金属成分の種類とその濃度を最適化することが可能となる。またトップアノードの場合に本発明を適用すると、第一電子注入層３３及び第二電子注入層５３の膜厚等を各々の有機化合物層において最適化することが可能となる。

上述したように、第一電子注入層３３が第二電極層４０と接している場合、第一電子注入層３３を第二電極層４０で被覆する必要がある。一方、第二電子注入層５３が第二電極層４０と接している場合、第二電子注入層５３に含まれるアルカリ金属成分が第一有機化合物層３０に移動しないように第二電極層４０を成膜するのが望ましい。具体的には、第二電極層４０と接している第一電子注入層３３又は第一正孔注入層３１を第二電極層４０で被覆するのが望ましい。

次に、本発明の有機発光装置を構成する他の部材について説明する。基板１０は、ガラス等の基材をそのまま用いてもよいが、基材上に有機発光装置を駆動させるために必要なＴＦＴ等のスイッチング素子を形成したものも基板１０として使用することができる。

基板１０上に設けられる第一電極層２０は、光反射性の部材であることが好ましい。第一電極層２０の構成材料として、好ましくは、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料が挙げられる。これら金属材料の中でも、好ましくは、反射率が高い材料である。反射率が高い材料であれば、光取り出し効率や光共振効果を向上させることができるからである。また、第一電極層２０は、上記の金属材料からなる層と、ＩＴＯやＩＺＯ等からなる透明電極層と、を積層してなる積層電極であってもよい。

各有機化合物層（３０、５０）は、少なくとも発光層（第一発光層３２、第二発光層５２）と、電子注入層（第一電子注入層３３、第二電子注入層５３）とを含んでいれば、その層構成は特に限定されるものではない。尚、発光効率の観点から、第一有機化合物層３０は、好ましくは、アモルファス膜である。

各有機化合物層（３０、５０）を構成する各層の構成材料は、有機発光素子の構成材料として公知の材料を使用することができる。

発光材料として、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体等を使用することができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

正孔輸送材料として、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等を使用することができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

電子輸送材料として、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ₃、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系、フェナントロリン系化合物等を使用することができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

各有機化合物層（３０、５０）の膜厚は、光共振効果を考慮しながら適宜設定される。例えば、第一有機化合物層３０の膜厚は、好ましくは、０．０５μｍ〜０．３μｍであり、より好ましくは、０．０５μｍ〜０．１５μｍである。

第三電極層６０は、光取り出し電極として機能させるため、その構成材料として、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透過率が高い透明電極材料が使用される。また第二電極層４０と同様に、Ａｇ等を成膜して半透過反射膜としてもよい。第三電極層６０を半透過反射膜にすることにより、第二発光層５２から出力される光について第一発光層から出力される光と同様に光共振効果を利用することができる。ここで第三電極層６０を半透過反射膜にする場合、第三電極層６０上にさらに有機化合物層を積層しない限り、第三電極層６０を連続した膜にしなくてもよい。

基板１０上に第三電極層６０まで積層して構成されている発光部は、大気中の水分や酸素の接触を避けるために、保護層７２等の封止部材で封止されるのが望ましい。封止部材として、例えば、窒化酸化シリコン等が挙げられる。

次に、本発明の有機発光装置の製造方法について説明する。第一電極層２０、第一有機化合物層３０を順次基板１０上に形成する際には、公知の方法により、各層を形成することができる。尚、第一有機化合物層３０を形成する際には、図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第一電子注入層３３が最上層となるようにする。

次に、第一電子注入層３３上に、Ａｇを含む合金を成膜・パターニングを行い、第二電極層４０を形成する。第二電極層４０を形成する際は、第一有機化合物層３０へダメージを与えない方法で形成するのが望ましい。このため、第二電極層４０の形成方法として、好ましくは、蒸着法である。

以下に、第二電極層４０の具体的な形成方法としては、Ａｇと他の金属とを共蒸着して、Ａｇに微量の金属が添加されている第二電極層４０を形成する方法が挙げられる。この方法によれば、半透過反射膜として許容される膜厚を確保しつつ、電子注入層に含まれるアルカリ金属の拡散を抑制する効果を有し、かつ連続した膜である第二電極層４０を形成することができる。ここで、Ａｇに添加する金属として、Ｍｇ、Ｉｎ、Ａｕ等が挙げられる。これらの金属を添加すると、Ａｇ単体を蒸着した時に生じる不連続的な結晶成長（島状の結晶成長）を抑制ながら連続した膜を形成することができる。また別法として、上述したＡｇに添加する金属を予め蒸着した後でＡｇを蒸着し積層薄膜とする方法がある。この方法でも共蒸着する方法と同様に連続した膜として第二電極層４０を形成することができる。

しかしながら、光共振効果をより効果的に用いるためには半透過反射膜の透過性が高く、かつ反射率が高い方が好ましい。ただし上述した金属を添加して形成されるＡｇ合金薄膜は、Ａｇと他の金属との混合比率によって反射率が低下することがある。また当該混合比によっては、形成される半透過反射膜の透過率が減少することで発光効率が低下することがある。このため、Ａｇと他の金属との混合比率は、Ａｇを全体の９０体積％以上（他の金属を全体の１０体積％以下）とし、好ましくは、他の金属の割合をＡｇに対して体積比で１０％以下とし、より好ましくは、他の金属の割合をＡｇに対して体積比で５％以下とする。

第二電極層４０のパターニング方法としては、メタルマスクを使用して共蒸着を行う方法、又は電極材料からなる薄膜をレーザー加工する方法が挙げられる。

積層型有機発光装置の場合、第二電極層４０をパターニングすることで第一有機化合物層３０に含まれる第一発光層３２と、第二有機化合物層５０に含まれる第二発光層５２とをそれぞれ個別に発光させることができる。ここでパターニングの際に金属薄膜が除去された部分においては連続した膜となっていなくてもよい。

本発明においては、少なくとも発光領域において、第二電極層４０が連続した膜である必要がある。ここで発光領域とは、一組の電極に狭持された有機化合物層のうち、有機発光装置を駆動するときに発光する領域を示し、通常、画素分離膜や電極パターニングによって区画されている領域である。

第二有機化合物層５０は、第一有機化合物層３０と同様の方法で形成される。尚、第二発光層５２に含まれる発光材料は、第一発光層３２に含まれる発光材料とは異なる発光色を発する発光材料を使用する。これにより、一つの画素で二種類の発色が可能となる。第二有機化合物層５０を形成した後は、第三電極層６０、保護層７２を順次形成する。第三電極層６０、保護層７２の形成方法としては、公知の方法を採用することができる。

以上に示す方法により形成される有機発光装置１，２は、第一電極層２０、第二電極層４０及び第三電極層６０を電源手段７１と接続し、発光させたい発光層を含む有機化合物層を挟持する一組の電極に電圧を印加する。これにより、発光させたい有機化合物層が発光（装置が駆動）する。例えば、第一発光層３２を発光させたい場合は、第一電極層２０と第二電極層４０との間に電源手段７１から電圧を印加する。一方、第二発光層５２を発光させたい場合は、第二電極層４０と第三電極層６０との間に電源手段７１から電圧を印加する。

図２は、本発明の有機発光装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。本実施形態は、図１に示される第一の実施形態において、第三電極層上（第三電極層６０上）に、さらに第三有機化合物層８０と、第四電極層９０とが順次設けられている。尚、第三有機化合物層８０は、例えば、図２（ｃ）に示されるように、少なくとも第三電子注入層８１及び第三発光層８２が含まれている積層体である。ただし本実施形態は、第三有機化合物層８０に少なくとも第三電子注入層８１及び第三発光層８２が含まれていればよく、例えば、図２（ｃ）に示されるように、第三有機化合物層８０中に第三正孔注入層８３がさらに含まれていてもよい。

本実施形態では、各発光層（第一発光層３２、第二発光層５２、第三発光層８２）の発光色をそれぞれ異ならせるために、各発光層（第一発光層３２、第二発光層５２、第三発光層８２）を構成する発光材料をそれぞれ異なる発光色を示す発光材料としてもよい。こうすることにより、１つの画素で３種類の発光を出力させることができる。

尚、本実施形態においては、例えば、図２（ａ）に示されるように、第二電子注入層５３と第三電極層６０とが接しているときは、第二電子注入層５３に含まれるアルカリ金属成分が他の層に拡散することがある。このため、図２（ａ）の態様においては、上述した第二電子注入層５３に含まれるアルカリ金属成分の拡散を阻止するために、好ましくは、第三電極層６０を、第二電極層４０と同様に連続した薄膜として形成する。一方、図２（ｃ）に示されるように、第三電子注入層８１と第三電極層６０とが接しているときは、第三電子注入層８１に含まれるアルカリ金属成分が他の層に拡散することがある。このため、図２（ｃ）の態様においては、上述した第三電子注入層８１に含まれるアルカリ金属成分の拡散を阻止するために、好ましくは、第三電極層６０を、第二電極層４０と同様に連続した薄膜として形成する。

［実施例１］
図１（ａ）に示される有機ＥＬ表示装置を、以下に示す方法で作製した。

まず、第一電極層２０が設けられている基板１０を用意した。尚、この第一電極層２０は、スパッタリング法により、ＡｇとＩＺＯとをこの順でそれぞれ成膜し所望のパターン形成をして形成された積層電極である。次に、第一電極層２０上に、第一有機化合物層３０を形成した。本実施例において、第一有機化合物層３０とは、第一電極層２０上に正孔注入層（第一正孔注入層３１）と、正孔輸送層と、発光層（第一発光層３２）と、電子輸送層と、電子注入層（第一電子注入層３３）とがこの順で積層されている積層体である。尚、第一電子注入層３３は、フェナントロリン系化合物とＣｓ₂ＣＯ₃を共蒸着して形成した。

次に、第一電子注入層３３上に、ＭｇとＡｇとを共蒸着して第二電極層４０を形成した。このときＭｇ及びＡｇは、真空度５×１０^-5Ｐａの真空チャンバー内にてタングステン製の金属ボートにより抵抗加熱により蒸着した。尚、蒸着を行う際に、水晶振動子を用いた膜厚モニタにて予め蒸着レートと膜厚との関係を求めておき、この関係に従いＭｇとＡｇとの混合比率を調整しながら蒸着を行った。具体的には、Ａｇの蒸着レートを０．９５Å／ｓとし、Ｍｇの蒸着レートを０．０５Å／ｓとした。即ち、体積比でＡｇ：Ｍｇが９５：５になるように蒸着レートを調整した。この条件によりＭｇとＡｇとを共蒸着して膜厚１２ｎｍの第二電極層４０を形成した。

次に、第二電極層４０上に、第二有機化合物層５０を形成した。本実施例において、第二有機化合物層５０とは、第二電極層４０上に正孔注入層（第二正孔注入層５１）と、正孔輸送層と、発光層（第二発光層５２）と、電子輸送層と、電子注入層（第二電子注入層５３）とがこの順で積層されている積層体である。

次に、第二電子注入層５３上に、Ａｇを公知の方法で成膜し第三電極層６０を形成した。

次に、ＣＶＤ法により、ＳｉＮ等の防湿系材料を、全ての有機化合物層と電極層とを覆うように成膜し保護層７２を形成した。このとき保護層７２の膜厚を３μｍ〜６μｍとなるようにした。以上により有機発光装置を得た。

得られた有機発光装置１を６０℃の高温環境下にて保管し、特性の変化を観察したが経時による発光特性の低下は見られなかった。また本実施例で作製した有機発光装置１において、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）を用いて断面観察を行った。その結果、第二電極層４０が連続した膜となっていることを確認した。

［実施例２］
図１（ｂ）に示される有機ＥＬ表示装置を、以下に示す方法で作製した。

実施例１において、第二電極層４０の構成材料をＡｇ及びＩｎとした。また第二電極層４０を形成する際に、Ａｇ及びＩｎの蒸着レートを、それぞれ０．９８Å／ｓ、０．０２Å／ｓ（体積比でＡｇ：Ｉｎが９８：２）となるように調整しながら共蒸着し、第二電極層の膜厚を２０ｎｍとした。一方、第二有機化合物層５０を形成する際に、電子注入層（第二電子注入層５３）、電子輸送層、発光層（第二発光層５２）、正孔輸送層、正孔注入層（第二正孔注入層５１）の順番で成膜した。以上を除いては実施例１と同様の方法により有機発光装置を作製した。

得られた有機発光装置について、実施例１と同様に断面観察を行った。その結果、実施例１と同様に、第二電極層４０が連続膜となっていることが確認された。また本実施例の有機発光装置２は、実施例１と同等の発光特性を示し、半透過反射膜（第二電極層４０）に接触したアルカリ金属成分を含む電子注入層（３３、５３）からアルカリ金属成分の拡散を抑制し、経時に安定した発光特性を得ることができた。

［比較例１］
実施例１において、第二電極層４０の構成材料をＡｇのみとし、Ａｇの蒸着レートを１Å／ｓとし、第二電極層４０の膜厚を２０ｎｍとしたことを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光装置を作製した。

得られた有機発光装置について、実施例１と同様に断面観察を行った。その結果、Ａｇ薄膜が不連続な膜になっていて、第二電極層４０の隣にある有機化合物層（第一有機化合物層３０、第二有機化合物層５０）が当該Ａｇ薄膜で完全に分断されていないことがわかった。また本比較例において、第二電極層４０に接触している第一電子注入層３３からアルカリ金属成分の拡散が確認され、経時的に発光効率の低下と電圧上昇が生じていることがわかった。

［比較例２］
比較例１において、第二電極層４０の膜厚を３０ｎｍとした以外は、比較例１と同様に有機発光装置を作製した。

本比較例では、比較例１よりも第二電極層４０の膜厚が厚いので、第二電極層４０の成膜の際に、膜の成長が島状の成長に止まらず膜状成長へと変化し、隣接する第一電子注入層３３からアルカリ金属成分の拡散は確認されなかった。

しかし第二電極層４０の膜厚が厚いために光共振効果が強くなり過ぎてしまい、第一有機化合物層３０の膜厚の変化に対して発光の色度や効率が敏感に変化してしまった。このため、同質の有機発光装置を安定的に作製することができなかった。

［実施例３］
実施例１において、第二電極層４０の構成材料をＡｇ及びＩｎとした。また第二電極層４０を形成する際に、Ａｇ及びＩｎの蒸着レートを、それぞれ０．９Å／ｓ、０．１Å／ｓ（体積比でＡｇ：Ｉｎが９０：１０）となるように調整しながら共蒸着し、第二電極層４０の膜厚を１２ｎｍとした。以上を除いては実施例１と同様の方法により有機発光装置を作製した。

得られた有機発光装置について、実施例１と同様に断面観察を行った。その結果、実施例１と同様に、第二電極層４０が連続した膜となっていることが確認された。また本実施例の有機発光装置は、実施例１と同等の発光特性を示し、半透過反射膜（第二電極層４０）に接触している第一電子注入層３３からアルカリ金属成分の拡散を抑制し、経時に安定した発光特性を得ることができた。

［比較例３］
実施例１において、第二電極層４０の構成材料をＡｇ及びＩｎとした。また第二電極層４０を形成する際に、Ａｇ及びＩｎの蒸着レートを、それぞれ０．８Å／ｓ、０．２Å／ｓ（体積比でＡｇ：Ｉｎが８０：２０）となるように調整しながら共蒸着し、第二電極層４０の膜厚を１５ｎｍとした。以上を除いては実施例１と同様の方法により有機発光装置を作製した。

本比較例の有機発光装置は、実施例１と同様に、半透過反射膜（第二電極層４０）に接触している第一電子注入層３３からアルカリ金属成分の拡散を抑制することができた。しかし実施例１と比較して明らかな発光特性の低下が確認された。これは第二電極層４０に含まれるＡｇ以外の金属の含有率を増加したことに伴う透過率や反射率の低下や半透過反射膜による吸収の増大が原因と考えられる。

［実施例４］
図２（ａ）に示される有機発光装置を、以下に示す方法により作製した。

まず実施例１と同様の方法により、第二有機化合物層５０までの電極層及び有機化合物層を順次形成した。次に、第二有機化合物層５０の最上段の層である第二電子注入層５３上に、ＭｇとＡｇとを共蒸着して第三電極層６０を形成した。このときＭｇ及びＡｇは、真空度５×１０^-5Ｐａの真空チャンバー内にてタングステン製の金属ボートにより抵抗加熱により蒸着した。尚、蒸着を行う際に、水晶振動子を用いた膜厚モニタにて予め蒸着レートと膜厚との関係を求めておき、この関係に従いＭｇとＡｇとの混合比率を調整しながら蒸着を行った。具体的には、Ａｇの蒸着レートを０．９５Å／ｓとし、Ｍｇの蒸着レートを０．０５Å／ｓとした。即ち、体積比でＡｇ：Ｍｇが９５：５になるように蒸着レートを調整した。この条件によりＭｇとＡｇとを共蒸着して膜厚１２ｎｍの第三電極層６０を形成した。次に、第三電極層６０上に第三有機化合物層８０を形成した。本実施例において、第三有機化合物層８０とは、第三電極層６０上に正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とがこの順で積層されている積層体である。次に、第三有機化合物層８０に含まれ最上段の層である電子注入層上に、透明導電材料であるＩＺＯを公知の方法で成膜し第四電極層９０を形成した。次に、ＣＶＤ法により、ＳｉＮ等の防湿系材料を、全ての有機化合物層と電極層とを覆うように成膜し保護層７２を形成した。このとき保護層７２の膜厚を３μｍ〜６μｍとなるようにした。以上により有機発光装置を得た。

得られた有機発光装置３を６０℃の高温環境下にて保管し、特性の変化を観察したが経時による発光特性の低下は見られなかった。また本実施例で作製した有機発光装置３において、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）を用いて断面観察を行った。その結果、第二電極層４０及び第三電極層６０が連続した膜となっていることを確認した。

１（２，３，４，５）：有機発光装置、１０：基板、２０：第一電極層、３０：第一有機化合物層、３１：第一正孔注入層、３２：第一発光層、３３：第一電子注入層、４０：第二電極層、５０：第二有機化合物層、５１：第二正孔注入層、５２：第二発光層、５３：第二電子注入層、６０：第三電極層、７１：電源手段、７２：保護層、８０：第三有機化合物層、８１：第三電子注入層、８２：第三発光層、８３：第三正孔注入層、９０：第四電極層

Claims (3)

1. 基板と、
   該基板上に設けられ、反射電極層を含む第一電極層と、
   該第一電極層上に設けられ、第一発光層と第一電子注入層とを含む第一有機化合物層と、
   該第一有機化合物層上に設けられる第二電極層と、
   該第二電極層上に設けられ、第二発光層と第二電子注入層とを含む第二有機化合物層と、
   該第二有機化合物層上に設けられる第三電極層と、から構成され、
   該第一電子注入層がアルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有し、
   該第二電子注入層がアルカリ金属又はアルカリ金属化合物を有し、
   該第一電子注入層又は該第二電子注入層が該第二電極層と接しており、
   該第二電極層が、Ａｇの体積比率が９０％以上の合金からなる膜であり、かつ蒸着法により形成されることを特徴とする、有機発光装置。
2. 前記第二電極層の膜厚が１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下であること特徴とする、請求項１に記載の有機発光装置。
3. 前記第三電極層上に、さらに第三発光層を含む第三有機化合物層と、第四電極層とが順次設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機発光装置。

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