JP2000340367A - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法Info
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- H10K50/841—Self-supporting sealing arrangements
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 より高性能かつ安定な陽極基板の表面改質方
法を開発する。有機エレクトロルミネッセンス素子の性
能、特には駆動電圧、駆動寿命、および保存寿命を向上
せしめ、実用的な駆動安定性と動作電圧とが実現可能な
有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。 【解決手段】 透明基体１上に少なくとも、金属酸化物
を主成分とする陽極２と、分子蒸着膜層を少なくとも含
む有機エレクトロルミネッセンス媒体層と、陰極とが順
次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子に
おいて、前記陽極表面に、窒素酸化物修飾が施されてい
る。
法を開発する。有機エレクトロルミネッセンス素子の性
能、特には駆動電圧、駆動寿命、および保存寿命を向上
せしめ、実用的な駆動安定性と動作電圧とが実現可能な
有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。 【解決手段】 透明基体１上に少なくとも、金属酸化物
を主成分とする陽極２と、分子蒸着膜層を少なくとも含
む有機エレクトロルミネッセンス媒体層と、陰極とが順
次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子に
おいて、前記陽極表面に、窒素酸化物修飾が施されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器用モノク
ロまたはカラーディスプレイ、標識、テレビジョンな
ど、種々の表示機器として用いられる有機エレクトロル
ミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」とも称する）素子と
その製造方法に関する。
ロまたはカラーディスプレイ、標識、テレビジョンな
ど、種々の表示機器として用いられる有機エレクトロル
ミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」とも称する）素子と
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、有機物層を含む発光デバイスであ
る有機エレクトロルミネッセンス素子が注目されてお
り、ディスプレイ等への利用に向けて研究が進められて
いる。有機発光素子は全固体の自発発光素子として、高
輝度、低電圧、高発光応答性といった特徴を活かした高
視認性ディスプレイとして注目を集めている。有機ＥＬ
素子は、一般に基板上に第一電極と、有機ＥＬ媒体と、
第二電極とを積層した構造を最低限有しており、かかる
第一電極と第二電極との間に直流電圧を印可して有機Ｅ
Ｌ媒体に直流電流を通電することで、所望の発光を得る
ものである。
る有機エレクトロルミネッセンス素子が注目されてお
り、ディスプレイ等への利用に向けて研究が進められて
いる。有機発光素子は全固体の自発発光素子として、高
輝度、低電圧、高発光応答性といった特徴を活かした高
視認性ディスプレイとして注目を集めている。有機ＥＬ
素子は、一般に基板上に第一電極と、有機ＥＬ媒体と、
第二電極とを積層した構造を最低限有しており、かかる
第一電極と第二電極との間に直流電圧を印可して有機Ｅ
Ｌ媒体に直流電流を通電することで、所望の発光を得る
ものである。
【０００３】有機ＥＬ素子に用いられる陽極には可視光
領域での透明性と電気伝導性とが要求されるため、主要
な材質としてはインジウム−スズ酸化物、インジウム亜
鉛酸化物、スズ酸化物などの金属酸化物系が挙げられ
る。これらの陽極を、ガラスなどの透明基体上に、目的
の形状に形成して用いる。
領域での透明性と電気伝導性とが要求されるため、主要
な材質としてはインジウム−スズ酸化物、インジウム亜
鉛酸化物、スズ酸化物などの金属酸化物系が挙げられ
る。これらの陽極を、ガラスなどの透明基体上に、目的
の形状に形成して用いる。
【０００４】この陽極表面に、有機ＥＬ媒体、特に低分
子の蒸着膜からなる薄膜を形成するに際して、積層界面
を制御することは重要な技術である。陽極／正孔注入輸
送層／電子注入輸送性発光層／陰極という典型的な構成
からなる積層型低分子系有機発光素子を例に挙げる。例
えば銅フタロシアニン、チタニルオキシフタロシアニ
ン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系化合
物、または、テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジ
ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンなどの、ア
リールジアミン系化合物やアリールトリアミン系化合物
からなる正孔注入輸送層を陽極上に形成する場合には、
かかる陽極／正孔注入輸送層界面の正孔注入性が、発光
開始電圧や発光量子効率等の初期性能に大きく影響す
る。また、熱的に異質な金属酸化物と有機低分子とから
構成されるこの界面付近での正孔注入輸送層の密着性、
充填率、結晶状態または非晶質状態などの熱的安定性
が、有機ＥＬ素子の保存安定性や駆動安定性に関与して
いるということも容易に推察される。
子の蒸着膜からなる薄膜を形成するに際して、積層界面
を制御することは重要な技術である。陽極／正孔注入輸
送層／電子注入輸送性発光層／陰極という典型的な構成
からなる積層型低分子系有機発光素子を例に挙げる。例
えば銅フタロシアニン、チタニルオキシフタロシアニ
ン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系化合
物、または、テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジ
ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンなどの、ア
リールジアミン系化合物やアリールトリアミン系化合物
からなる正孔注入輸送層を陽極上に形成する場合には、
かかる陽極／正孔注入輸送層界面の正孔注入性が、発光
開始電圧や発光量子効率等の初期性能に大きく影響す
る。また、熱的に異質な金属酸化物と有機低分子とから
構成されるこの界面付近での正孔注入輸送層の密着性、
充填率、結晶状態または非晶質状態などの熱的安定性
が、有機ＥＬ素子の保存安定性や駆動安定性に関与して
いるということも容易に推察される。
【０００５】そこで、素子作製工程におけるかかる界面
の制御方法としては、陽極表面の乾式洗浄法が有効であ
る。一般に、フォトリソグラフィプロセスを経た基板表
面の乾式洗浄法としては紫外線洗浄やプラズマ処理が知
られており、半導体や液晶ディスプレイの製造工程で実
用化されている。また、これらの処理を有機ＥＬ素子の
基板洗浄に応用した例が、例えば特開平７−１４２１６
８号、特開平９−２３２０７５号、特開平１０−２６１
４８４号、特開平１０−２５５９７２号公報などに記載
されている。
の制御方法としては、陽極表面の乾式洗浄法が有効であ
る。一般に、フォトリソグラフィプロセスを経た基板表
面の乾式洗浄法としては紫外線洗浄やプラズマ処理が知
られており、半導体や液晶ディスプレイの製造工程で実
用化されている。また、これらの処理を有機ＥＬ素子の
基板洗浄に応用した例が、例えば特開平７−１４２１６
８号、特開平９−２３２０７５号、特開平１０−２６１
４８４号、特開平１０−２５５９７２号公報などに記載
されている。
【０００６】これらの従来技術の効果は、例えば、特開
平１０−２６１４８４号公報に示されるように陽極表面
を清浄化する方法として紫外線洗浄を用いる場合には、
処理ガス中の酸素を紫外線により励起して生成せしめた
オゾンおよび一重項励起酸素原子により、陽極表面に付
着したレジスト残渣等の炭化水素が分解・除去されて陽
極表面が清浄化されることと、それに伴って陽極表面の
イオン化ポテンシャルの変化が引き起こされることにあ
るとされている。
平１０−２６１４８４号公報に示されるように陽極表面
を清浄化する方法として紫外線洗浄を用いる場合には、
処理ガス中の酸素を紫外線により励起して生成せしめた
オゾンおよび一重項励起酸素原子により、陽極表面に付
着したレジスト残渣等の炭化水素が分解・除去されて陽
極表面が清浄化されることと、それに伴って陽極表面の
イオン化ポテンシャルの変化が引き起こされることにあ
るとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術を有機
ＥＬ素子に適用することにより、動作電圧の低減や駆動
に伴う輝度低下の抑制が実現されてきてはいるが、有機
ＥＬ素子の広範囲での実用化を図るためには未だ十分と
いえるものではなく、さらなる輝度安定性の向上と動作
電圧および消費電力の低減とが期待されていた。
ＥＬ素子に適用することにより、動作電圧の低減や駆動
に伴う輝度低下の抑制が実現されてきてはいるが、有機
ＥＬ素子の広範囲での実用化を図るためには未だ十分と
いえるものではなく、さらなる輝度安定性の向上と動作
電圧および消費電力の低減とが期待されていた。
【０００８】そこで本発明の目的は、上述の課題を解決
し、より高性能かつ安定な陽極基板の表面改質方法を開
発することにより、有機ＥＬ素子の性能、特には駆動電
圧、駆動寿命、および保存寿命を向上せしめることにあ
る。
し、より高性能かつ安定な陽極基板の表面改質方法を開
発することにより、有機ＥＬ素子の性能、特には駆動電
圧、駆動寿命、および保存寿命を向上せしめることにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、陽極基板に窒素酸化物
修飾を施すことにより上記目的を達成し得ることを見出
し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の有機エ
レクトロルミネッセンス素子は、透明基体上に少なくと
も、金属酸化物を主成分とする陽極と、分子蒸着膜層を
少なくとも含む有機エレクトロルミネッセンス媒体層
と、陰極とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネ
ッセンス素子において、前記陽極表面に、窒素酸化物修
飾が施されていることを特徴とするものである。
を解決すべく鋭意検討した結果、陽極基板に窒素酸化物
修飾を施すことにより上記目的を達成し得ることを見出
し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の有機エ
レクトロルミネッセンス素子は、透明基体上に少なくと
も、金属酸化物を主成分とする陽極と、分子蒸着膜層を
少なくとも含む有機エレクトロルミネッセンス媒体層
と、陰極とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネ
ッセンス素子において、前記陽極表面に、窒素酸化物修
飾が施されていることを特徴とするものである。
【００１０】前記分子蒸着膜層は、フタロシアニン化合
物を主成分とすることが好ましい。
物を主成分とすることが好ましい。
【００１１】また、本発明の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の製造方法は、陽極表面に窒素酸化物修飾を施
した後に、分子蒸着膜層を形成することを特徴とするも
のである。
ンス素子の製造方法は、陽極表面に窒素酸化物修飾を施
した後に、分子蒸着膜層を形成することを特徴とするも
のである。
【００１２】本発明の製造方法においては、窒素酸化物
修飾を、窒素と酸素の混合ガス雰囲気下で紫外線を照射
することにより、または、酸素ガス雰囲気下で紫外線を
照射した後、該酸素ガス雰囲気を窒素含有ガス雰囲気に
置換することにより、好適に施すことができる。
修飾を、窒素と酸素の混合ガス雰囲気下で紫外線を照射
することにより、または、酸素ガス雰囲気下で紫外線を
照射した後、該酸素ガス雰囲気を窒素含有ガス雰囲気に
置換することにより、好適に施すことができる。
【００１３】本発明によって、窒素酸化物により修飾さ
れた金属酸化物系の陽極表面上に有機低分子の蒸着膜を
形成することで、かかる金属酸化物と有機低分子とから
構成される界面付近での正孔注入輸送層の密着性、充填
率、結晶状態または非晶質状態を制御することが可能と
なる。詳細な機構は未だ不明であるが、金属酸化物上に
化学結合により修飾されたＮＯ２等の窒素酸化物と、そ
の上に蒸着により形成された有機低分子との間の比較的
強い分子間相互作用によって、金属酸化物上に該有機低
分子が直接形成された場合と比較して、緻密で充填率の
高い薄膜形成が実現されていると考えられる。
れた金属酸化物系の陽極表面上に有機低分子の蒸着膜を
形成することで、かかる金属酸化物と有機低分子とから
構成される界面付近での正孔注入輸送層の密着性、充填
率、結晶状態または非晶質状態を制御することが可能と
なる。詳細な機構は未だ不明であるが、金属酸化物上に
化学結合により修飾されたＮＯ２等の窒素酸化物と、そ
の上に蒸着により形成された有機低分子との間の比較的
強い分子間相互作用によって、金属酸化物上に該有機低
分子が直接形成された場合と比較して、緻密で充填率の
高い薄膜形成が実現されていると考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す有機
ＥＬ素子の構成は本発明の適用範囲を限定するものでは
ない。図１に示す有機ＥＬ素子は、基板１と、この基板
上に成膜された透明性の陽極２と、かかる基板１および
陽極２からなる透明電極上に成膜された有機物膜である
正孔注入層３と、この正孔注入層３上に成膜された正孔
輸送層４と、この正孔輸送層４上に成膜された有機物膜
である発光層５と、この発光層５上に成膜された陰極６
とを備えた構成からなり、各層を順次積層して、最後に
封止板７により封止を行うことにより、有機発光素子が
形成される。
て図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す有機
ＥＬ素子の構成は本発明の適用範囲を限定するものでは
ない。図１に示す有機ＥＬ素子は、基板１と、この基板
上に成膜された透明性の陽極２と、かかる基板１および
陽極２からなる透明電極上に成膜された有機物膜である
正孔注入層３と、この正孔注入層３上に成膜された正孔
輸送層４と、この正孔輸送層４上に成膜された有機物膜
である発光層５と、この発光層５上に成膜された陰極６
とを備えた構成からなり、各層を順次積層して、最後に
封止板７により封止を行うことにより、有機発光素子が
形成される。
【００１５】基板１には、ガラスや透明性の高い高分子
などを用いる。また、陽極２は金属酸化物を主成分とす
るものであり、インジウム−スズ酸化物膜やインジウム
亜鉛酸化物膜等を用いることができる。
などを用いる。また、陽極２は金属酸化物を主成分とす
るものであり、インジウム−スズ酸化物膜やインジウム
亜鉛酸化物膜等を用いることができる。
【００１６】本発明においては、基板１上に陽極２を形
成した後、かかる陽極２の表面に窒素酸化物修飾を施
す。このことにより、陽極としての金属酸化物上に修飾
されたＮＯ２等の窒素酸化物と、その上に蒸着によって
形成される低分子との、界面近傍での充填率、密着性お
よび熱的安定性が向上することが分かっている。特に、
分子蒸着膜層が、有機ＥＬ素子によく用いられる結晶性
分子、例えば銅フタロシアニン、チタニルオキシフタロ
シアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン
化合物を主成分とする蒸着膜である場合には、２〜１０
ｎｍという薄膜形成初期での結晶配向性を著しく向上さ
せることが、Ｘ線回折およびＡＦＭ（原子間力顕微鏡）
により見出されている。
成した後、かかる陽極２の表面に窒素酸化物修飾を施
す。このことにより、陽極としての金属酸化物上に修飾
されたＮＯ２等の窒素酸化物と、その上に蒸着によって
形成される低分子との、界面近傍での充填率、密着性お
よび熱的安定性が向上することが分かっている。特に、
分子蒸着膜層が、有機ＥＬ素子によく用いられる結晶性
分子、例えば銅フタロシアニン、チタニルオキシフタロ
シアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン
化合物を主成分とする蒸着膜である場合には、２〜１０
ｎｍという薄膜形成初期での結晶配向性を著しく向上さ
せることが、Ｘ線回折およびＡＦＭ（原子間力顕微鏡）
により見出されている。
【００１７】本発明に係る陽極表面の窒素酸化物修飾を
実現する手段としては、例えば、反応性ガスおよび紫外
線照射を用いる方法、反応性ガスおよび熱を用いる方法
などが挙げられるが、経済性や処理効果の均質性および
制御性の観点から、反応性ガスおよび紫外線照射を用い
る方法が好ましい。
実現する手段としては、例えば、反応性ガスおよび紫外
線照射を用いる方法、反応性ガスおよび熱を用いる方法
などが挙げられるが、経済性や処理効果の均質性および
制御性の観点から、反応性ガスおよび紫外線照射を用い
る方法が好ましい。
【００１８】また、本発明に使用する紫外線光源は、特
に限定されるものではないが、安定性や照射強度、経済
性の観点から、低圧水銀ランプなどが好ましい。
に限定されるものではないが、安定性や照射強度、経済
性の観点から、低圧水銀ランプなどが好ましい。
【００１９】反応性ガスおよび紫外線照射を用いる方法
の第一の具体例としては、純酸素ガス雰囲気下で紫外線
を照射する操作と、その後に雰囲気ガスを窒素含有ガス
に置換する操作とにより、陽極表面に窒素酸化物修飾を
施す方法が挙げられる。酸素雰囲気下で紫外線を照射す
ることで生成したオゾンや一重項励起酸素により化学的
に活性化された陽極表面と窒素分子とが反応すること
で、修飾が実行される。
の第一の具体例としては、純酸素ガス雰囲気下で紫外線
を照射する操作と、その後に雰囲気ガスを窒素含有ガス
に置換する操作とにより、陽極表面に窒素酸化物修飾を
施す方法が挙げられる。酸素雰囲気下で紫外線を照射す
ることで生成したオゾンや一重項励起酸素により化学的
に活性化された陽極表面と窒素分子とが反応すること
で、修飾が実行される。
【００２０】反応性ガスおよび紫外線照射を用いる方法
の第二の具体例としては、陽極を形成した基板に、窒素
と酸素の混合ガス雰囲気下で紫外線を照射する操作を少
なくとも用いる方法が挙げられる。上述の第一の例から
も理解できることであるが、酸素ガスがある程度の混合
比率を占めることが、金属酸化物表面を活性化するため
に必要である。また同時に、陽極表面上に付着したフォ
トリソグラフィ工程でのレジスト残渣などの有機物を排
除する効果をも兼備している。以上の見地から、かかる
窒素と酸素の混合ガス中の酸素比率は、好ましくは１〜
９０体積％であり、更に好ましくは、安全性の見地から
大気成分と同等濃度、５〜２０体積％である。
の第二の具体例としては、陽極を形成した基板に、窒素
と酸素の混合ガス雰囲気下で紫外線を照射する操作を少
なくとも用いる方法が挙げられる。上述の第一の例から
も理解できることであるが、酸素ガスがある程度の混合
比率を占めることが、金属酸化物表面を活性化するため
に必要である。また同時に、陽極表面上に付着したフォ
トリソグラフィ工程でのレジスト残渣などの有機物を排
除する効果をも兼備している。以上の見地から、かかる
窒素と酸素の混合ガス中の酸素比率は、好ましくは１〜
９０体積％であり、更に好ましくは、安全性の見地から
大気成分と同等濃度、５〜２０体積％である。
【００２１】尚、上記の第一、第二の操作において、物
理吸着または化学結合を有する窒素酸化物による陽極界
面の修飾の同定は、高真空熱脱離スペクトロメトリ（Ｕ
ＨＶ−ＴＤＳ）、時間飛行型二次イオン質量スペクトロ
スコピー（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子スペクトロ
スコピー（ＸＰＳ）によって確認することが可能であ
る。
理吸着または化学結合を有する窒素酸化物による陽極界
面の修飾の同定は、高真空熱脱離スペクトロメトリ（Ｕ
ＨＶ−ＴＤＳ）、時間飛行型二次イオン質量スペクトロ
スコピー（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子スペクトロ
スコピー（ＸＰＳ）によって確認することが可能であ
る。
【００２２】上述のようにして紫外線照射を用いた窒素
酸化物修飾工程を終了した基板は、炭化水素化合物によ
る再汚染や水分の吸着を極力排除して、速やかに低分子
蒸着膜形成工程に用いられる蒸着装置内に導入すること
が好ましい。但し、一般的なクラス１０００程度のクリ
ンルーム環境内であれば、数１０分程度の環境暴露の後
も修飾効果は維持されるため、真空容器を用いて紫外線
照射装置とかかる蒸着装置との間をロードロックするな
どの特別な操作は要求されない。
酸化物修飾工程を終了した基板は、炭化水素化合物によ
る再汚染や水分の吸着を極力排除して、速やかに低分子
蒸着膜形成工程に用いられる蒸着装置内に導入すること
が好ましい。但し、一般的なクラス１０００程度のクリ
ンルーム環境内であれば、数１０分程度の環境暴露の後
も修飾効果は維持されるため、真空容器を用いて紫外線
照射装置とかかる蒸着装置との間をロードロックするな
どの特別な操作は要求されない。
【００２３】尚、上記修飾効果を持続せしめる上で重要
な点としては、ロードロックを実施する場合に用いる真
空装置や蒸着装置の排気系として、クライオポンプ、タ
ーポモレキュラポンプ、ドライポンプなどのオイルフリ
ーのものを用いる点が挙げられる。オイルポンプを用い
る場合の真空環境中に存在する有機物や水分の分圧が、
かかる修飾効果の持続と清浄な基板表面の持続との２観
点から好ましくないためである。
な点としては、ロードロックを実施する場合に用いる真
空装置や蒸着装置の排気系として、クライオポンプ、タ
ーポモレキュラポンプ、ドライポンプなどのオイルフリ
ーのものを用いる点が挙げられる。オイルポンプを用い
る場合の真空環境中に存在する有機物や水分の分圧が、
かかる修飾効果の持続と清浄な基板表面の持続との２観
点から好ましくないためである。
【００２４】以上の配慮をした上で、例えば、紫外線照
射を用いての窒素酸化物修飾工程の終了後に、基板を、
ターボモレキュラポンプおよびドライポンプを排気ポン
プとする蒸着装置に大気を経由して直ちに導入した場合
には、数時間乃至１０時間程度の上記修飾効果の持続
と、清浄な基板表面の持続とがともに実現されているこ
とが、分析的に確認されている。
射を用いての窒素酸化物修飾工程の終了後に、基板を、
ターボモレキュラポンプおよびドライポンプを排気ポン
プとする蒸着装置に大気を経由して直ちに導入した場合
には、数時間乃至１０時間程度の上記修飾効果の持続
と、清浄な基板表面の持続とがともに実現されているこ
とが、分析的に確認されている。
【００２５】正孔注入層３の材料としては、例えば、銅
フタロシアニン、チタニルオキシフタロシアニン、無金
属フタロシアニン等のフタロシアニン系化合物、また
は、テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル
−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンなどの、下記一般式
（１）および（２）に示されるアリールジアミン系化合
物およびアリールトリアミン系化合物が挙げられる。 （式中、Ａ１〜Ａ４は夫々独立に炭素数６以上の置換基
を有してもよいアリール基、Ｂは炭素数６以上の置換基
を有してもよい少なくとも１つのアリーレン基を表
す。） （式中、Ａ５〜Ａ１０は夫々独立に炭素数６以上の置換
基を有してもよいアリール基、Ｂは炭素数６以上の置換
基を有してもよい少なくとも１つのアリーレン基を表
す。）
フタロシアニン、チタニルオキシフタロシアニン、無金
属フタロシアニン等のフタロシアニン系化合物、また
は、テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル
−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンなどの、下記一般式
（１）および（２）に示されるアリールジアミン系化合
物およびアリールトリアミン系化合物が挙げられる。 （式中、Ａ１〜Ａ４は夫々独立に炭素数６以上の置換基
を有してもよいアリール基、Ｂは炭素数６以上の置換基
を有してもよい少なくとも１つのアリーレン基を表
す。） （式中、Ａ５〜Ａ１０は夫々独立に炭素数６以上の置換
基を有してもよいアリール基、Ｂは炭素数６以上の置換
基を有してもよい少なくとも１つのアリーレン基を表
す。）
【００２６】また、正孔輸送層４の材料としては、例え
ば、銅テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチ
ル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンなどの前記一般式
（１）、（２）に示されるアリールジアミン系化合物お
よびアリールトリアミン系化合物が挙げられる。
ば、銅テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチ
ル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンなどの前記一般式
（１）、（２）に示されるアリールジアミン系化合物お
よびアリールトリアミン系化合物が挙げられる。
【００２７】発光層５に用いる材料としては、トリス
（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（所謂Ａｌｑ
３）単独膜や、Ａｌｑ３に蛍光色素を分散させた混合膜
などが挙げられる。
（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（所謂Ａｌｑ
３）単独膜や、Ａｌｑ３に蛍光色素を分散させた混合膜
などが挙げられる。
【００２８】陰極６には、アルミニウム単体や、アルミ
ニウムと他の低仕事関数金属との合金、マグネシウムと
他の低仕事関数金属との合金などを用いる。
ニウムと他の低仕事関数金属との合金、マグネシウムと
他の低仕事関数金属との合金などを用いる。
【００２９】封止板７には、ガラスやステンレスなどの
酸素および水分の透過率が極めて低い材質を用いる。
尚、基板１と封止板７との接合部には、液晶ディスプレ
イ等に用いられるシール用接着剤を使用することが好ま
しい。
酸素および水分の透過率が極めて低い材質を用いる。
尚、基板１と封止板７との接合部には、液晶ディスプレ
イ等に用いられるシール用接着剤を使用することが好ま
しい。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。尚、以下の実施例１および２においては夫々２枚の
試料を作製し、１枚は分析評価、もう１枚は素子性能評
価に用いた。実施例１ ガラス透明基板（コーニング１７３７）上に、陽極であ
る透明導電性膜として、インジウム亜鉛酸化物（ＩＤＩ
ＸＯ、出光興産（株）製）をスパッタリング法により室
温で膜厚約１００ｎｍに成膜した。次に、ポジ型フォト
レジスト（ＯＦＰＲ−８００、東京応化工業（株）製）
を、スピンコーターを用いて約１μｍの厚さに塗布した
後に、温風循環式オーブンにてプリベークし、表示部で
のピッチが４ｍｍで線幅が２ｍｍであるパターンのフォ
トマスクを用いて露光した。これを現像液（ＮＭＤ−
３、東京応化工業（株）製）により現像し、シュウ酸を
用いてエッチングを行なった後、フォトレジストを剥離
して金属パターンを形成した。
る。尚、以下の実施例１および２においては夫々２枚の
試料を作製し、１枚は分析評価、もう１枚は素子性能評
価に用いた。実施例１ ガラス透明基板（コーニング１７３７）上に、陽極であ
る透明導電性膜として、インジウム亜鉛酸化物（ＩＤＩ
ＸＯ、出光興産（株）製）をスパッタリング法により室
温で膜厚約１００ｎｍに成膜した。次に、ポジ型フォト
レジスト（ＯＦＰＲ−８００、東京応化工業（株）製）
を、スピンコーターを用いて約１μｍの厚さに塗布した
後に、温風循環式オーブンにてプリベークし、表示部で
のピッチが４ｍｍで線幅が２ｍｍであるパターンのフォ
トマスクを用いて露光した。これを現像液（ＮＭＤ−
３、東京応化工業（株）製）により現像し、シュウ酸を
用いてエッチングを行なった後、フォトレジストを剥離
して金属パターンを形成した。
【００３１】この電極付基板を紫外線照射装置に搬入し
て、表面の修飾処理を行った。雰囲気は酸素／窒素混合
ガス（酸素比率＝２０体積％）を用い、大気圧におい
て、紫外線ランプとして低圧水銀ランプを用いて行っ
た。
て、表面の修飾処理を行った。雰囲気は酸素／窒素混合
ガス（酸素比率＝２０体積％）を用い、大気圧におい
て、紫外線ランプとして低圧水銀ランプを用いて行っ
た。
【００３２】上記処理を行った後、電極付基板を蒸着装
置の基板投入室に投入した。尚、本実施例で用いた成膜
装置は、基板がセンターチャンバーを介して洗浄室と成
膜室とを移動することのできる構造になっており、基板
投入室に投入後は、基板を大気に触れさせることなく有
機ＥＬ媒体および陰極の形成を連続して行うことが可能
である。
置の基板投入室に投入した。尚、本実施例で用いた成膜
装置は、基板がセンターチャンバーを介して洗浄室と成
膜室とを移動することのできる構造になっており、基板
投入室に投入後は、基板を大気に触れさせることなく有
機ＥＬ媒体および陰極の形成を連続して行うことが可能
である。
【００３３】基板投入室へ投入後、直ちに排気を開始し
て、５×１０−５Ｐａレベルの真空度に到達させた。こ
こまでの処理を２枚の試料について同時に行った後、１
枚は直ちに成膜室に真空搬送して蒸着を開始し、もう１
枚は取り出して表面分析を実施した。
て、５×１０−５Ｐａレベルの真空度に到達させた。こ
こまでの処理を２枚の試料について同時に行った後、１
枚は直ちに成膜室に真空搬送して蒸着を開始し、もう１
枚は取り出して表面分析を実施した。
【００３４】成膜は、図１に示す構成で、正孔注入層３
として下記式（３）、 で表される銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎ
ｍ、正孔輸送層４として下記式（４）、 で表されるＮ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニ
ルベンジジン（α−ＮＰＤ）を１５ｎｍ、発光層５とし
て下記式（５）、 で表されるトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニ
ウム（Ａｌｑ３）に蛍光色素としてのクマリン６を微量
添加したものを４０ｎｍ、陰極６としてＡｌＬｉ合金
（Ｌｉ比＝０．５原子％）２００ｎｍを、順次、夫々別
個の成膜室で、抵抗加熱蒸着法で形成することにより行
った。
として下記式（３）、 で表される銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎ
ｍ、正孔輸送層４として下記式（４）、 で表されるＮ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニ
ルベンジジン（α−ＮＰＤ）を１５ｎｍ、発光層５とし
て下記式（５）、 で表されるトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニ
ウム（Ａｌｑ３）に蛍光色素としてのクマリン６を微量
添加したものを４０ｎｍ、陰極６としてＡｌＬｉ合金
（Ｌｉ比＝０．５原子％）２００ｎｍを、順次、夫々別
個の成膜室で、抵抗加熱蒸着法で形成することにより行
った。
【００３５】最後に、この基板を蒸着装置から取り出し
て、水分濃度１０ｐｐｍ以下の封止処理装置に移送し、
基板の端部に室温硬化型接着剤を塗布して、封止板７と
してのガラス封止板を貼り合わせて封止を行った。
て、水分濃度１０ｐｐｍ以下の封止処理装置に移送し、
基板の端部に室温硬化型接着剤を塗布して、封止板７と
してのガラス封止板を貼り合わせて封止を行った。
【００３６】実施例２ 基板投入室へ投入後直ちに排気を開始して、５×１０
−５Ｐａレベルの真空度に到達させた後、５×１０−５
〜８×１０−６Ｐａの真空度を維持したままで、基板を
９６時間真空保存した。ここまでの処理を２枚の試料に
ついて同時に行った後、１枚は直ちに成膜室に真空搬送
して蒸着を開始し、もう１枚は取り出して表面分析を実
施した。以上の変更点以外は、実施例１と同様にして素
子を作製した。
−５Ｐａレベルの真空度に到達させた後、５×１０−５
〜８×１０−６Ｐａの真空度を維持したままで、基板を
９６時間真空保存した。ここまでの処理を２枚の試料に
ついて同時に行った後、１枚は直ちに成膜室に真空搬送
して蒸着を開始し、もう１枚は取り出して表面分析を実
施した。以上の変更点以外は、実施例１と同様にして素
子を作製した。
【００３７】上記実施例１および２で作製した表面分析
用試料の分析には、高真空ＴＤＳ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ、
およびＸＰＳを用いた。分析の結果、実施例１と２との
基板表面の炭化水素比率は有意差なく微小であり、ＮＯ
２およびＮＯ３比率のみが、実施例２では実施例１の１
／３程度まで減少していた。
用試料の分析には、高真空ＴＤＳ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ、
およびＸＰＳを用いた。分析の結果、実施例１と２との
基板表面の炭化水素比率は有意差なく微小であり、ＮＯ
２およびＮＯ３比率のみが、実施例２では実施例１の１
／３程度まで減少していた。
【００３８】この分析結果から、実施例２で実施した基
板投入室での長時間の高真空保存では、炭化水素化合物
による汚染を被ることなく、窒素酸化物修飾量が低下し
た点のみが実施例１と相違する陽極基板が形成されてい
ることが確かめられた。即ち、実施例１と２との素子性
能差が窒素酸化物修飾量の差異に起因するという対照実
験が成立したことを示すものである。
板投入室での長時間の高真空保存では、炭化水素化合物
による汚染を被ることなく、窒素酸化物修飾量が低下し
た点のみが実施例１と相違する陽極基板が形成されてい
ることが確かめられた。即ち、実施例１と２との素子性
能差が窒素酸化物修飾量の差異に起因するという対照実
験が成立したことを示すものである。
【００３９】次に、実施例１および２の素子性能の評価
について、測定方法と結果を以下に述べる。 （１）輝度−電圧特性：周波数６０Ｈｚ、デューティ１
／１００の間欠点燈により、ピーク輝度を評価した。こ
の結果を、電圧−輝度特性について図２に示す。尚、図
中の輝度の単位（ａｒｂ．ｕｎｉｔｓ）は、任意強度を
表す。図２から分かるように、窒素酸化物修飾量の多い
実施例１では、実施例２に比して、電圧−輝度特性の著
しい向上が認められた。 （２）定電流駆動寿命特性：電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２
の加速条件下で、温度２０℃、湿度４０％の恒温恒湿室
内において、連続点燈して輝度半減期を比較した。尚、
初期輝度は実施例１、２ともに約１２００ｃｄ／ｍ２で
あった。この結果を下記の表１に示す。
について、測定方法と結果を以下に述べる。 （１）輝度−電圧特性：周波数６０Ｈｚ、デューティ１
／１００の間欠点燈により、ピーク輝度を評価した。こ
の結果を、電圧−輝度特性について図２に示す。尚、図
中の輝度の単位（ａｒｂ．ｕｎｉｔｓ）は、任意強度を
表す。図２から分かるように、窒素酸化物修飾量の多い
実施例１では、実施例２に比して、電圧−輝度特性の著
しい向上が認められた。 （２）定電流駆動寿命特性：電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２
の加速条件下で、温度２０℃、湿度４０％の恒温恒湿室
内において、連続点燈して輝度半減期を比較した。尚、
初期輝度は実施例１、２ともに約１２００ｃｄ／ｍ２で
あった。この結果を下記の表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】上記表１に示すように、窒素酸化物修飾量
の多い実施例１では、実施例２に比して、定電流駆動寿
命特性の著しい向上が認められた。
の多い実施例１では、実施例２に比して、定電流駆動寿
命特性の著しい向上が認められた。
【００４２】上述の結果から、本発明に係る陽極表面の
窒素酸化物修飾が、有機ＥＬ素子の性能向上に顕著な効
果があり、またその修飾量が高いほど、より良好な効果
が得られることは明らかである。
窒素酸化物修飾が、有機ＥＬ素子の性能向上に顕著な効
果があり、またその修飾量が高いほど、より良好な効果
が得られることは明らかである。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、陽極表面に窒素酸化物
修飾を施した後に分子蒸着膜層を形成することにより、
実用的な駆動安定性と動作電圧とが実現可能な有機ＥＬ
素子およびその製造方法を提供することができた。
修飾を施した後に分子蒸着膜層を形成することにより、
実用的な駆動安定性と動作電圧とが実現可能な有機ＥＬ
素子およびその製造方法を提供することができた。
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の構造の一例を示す
模式的断面図である。
模式的断面図である。
【図２】実施例１および比較例１の電圧−輝度特性を示
すグラフである。
すグラフである。
１ 基板 ２ 陽極 ３ 正孔注入層 ４ 正孔輸送層 ５ 発光層 ６ 陰極 ７ 封止板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 洋太郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB14 AB15 BB01 CA01 CA05 CB01 DA00 DB03 FA01 FA03
Claims (5)
- 【請求項１】 透明基体上に少なくとも、金属酸化物を
主成分とする陽極と、分子蒸着膜層を少なくとも含む有
機エレクトロルミネッセンス媒体層と、陰極とが順次積
層されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子におい
て、 前記陽極表面に、窒素酸化物修飾が施されていることを
特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項２】 前記分子蒸着膜層がフタロシアニン化合
物を主成分とする請求項１記載の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の製造方法において、 前記陽極表面に前記窒素酸化物修飾を施した後に、前記
分子蒸着膜層を形成することを特徴とする有機エレクト
ロルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記窒素酸化物修飾を、窒素と酸素の混
合ガス雰囲気下で紫外線を照射することにより施す請求
項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方
法。 - 【請求項５】 前記窒素酸化物修飾を、酸素ガス雰囲気
下で紫外線を照射した後、該酸素ガス雰囲気を窒素含有
ガス雰囲気に置換することにより施す請求項３記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152166A JP2000340367A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
| GB0012738A GB2352327A (en) | 1999-05-31 | 2000-05-26 | Organic electroluminescence device with a metal oxide anode having a surface coated with nitrogen oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152166A JP2000340367A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340367A true JP2000340367A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15534482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11152166A Pending JP2000340367A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000340367A (ja) |
| GB (1) | GB2352327A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066205A (ko) * | 2001-02-08 | 2002-08-14 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 성막 장치 및 성막 방법 |
| US7247074B2 (en) | 2001-12-03 | 2007-07-24 | Denso Corporation | Organic electroluminescent element and process for its manufacture |
| WO2009084078A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Pioneer Corporation | 有機半導体素子、有機太陽電池及び表示パネル |
| KR100942498B1 (ko) | 2007-04-27 | 2010-02-12 | 캐논 가부시끼가이샤 | 유기발광장치의 제조방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981092A (en) * | 1996-03-25 | 1999-11-09 | Tdk Corporation | Organic El device |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP11152166A patent/JP2000340367A/ja active Pending
-
2000
- 2000-05-26 GB GB0012738A patent/GB2352327A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066205A (ko) * | 2001-02-08 | 2002-08-14 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 성막 장치 및 성막 방법 |
| US7247074B2 (en) | 2001-12-03 | 2007-07-24 | Denso Corporation | Organic electroluminescent element and process for its manufacture |
| KR100942498B1 (ko) | 2007-04-27 | 2010-02-12 | 캐논 가부시끼가이샤 | 유기발광장치의 제조방법 |
| WO2009084078A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Pioneer Corporation | 有機半導体素子、有機太陽電池及び表示パネル |
| US8519381B2 (en) | 2007-12-27 | 2013-08-27 | Pioneer Corporation | Organic semiconductor device, organic solar cell, and display panel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB0012738D0 (en) | 2000-07-19 |
| GB2352327A (en) | 2001-01-24 |
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