JPH0414794A

JPH0414794A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法

Info

Publication number: JPH0414794A
Application number: JP2117885A
Authority: JP
Inventors: Masahide Matsuura; 正英松浦; Hiroshi Shoji; 弘東海林; Tadashi Kusumoto; 正楠本
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1990-05-08
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1992-01-20
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JP2818255B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方
法に関し、特に、安定動作を可能とし、初期劣化の少な
い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関す
る。

［従来の技術と解決すべき課題］エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）は、自己発
光のため視認性か高く、また完全固体素子であり耐衝撃
性に優れるという特徴を有していることから、現在、無
機、有機化合物を用いたいろいろな素子か提案され、か
つ実用化か試みられている。

これらの素子のうち有機ＥＬ素子は、印加電圧を大幅に
低下させることかてきることから、各種の材料素子とし
て開発か進められている。

［発明か解決しようとする課題］しかしながら、上述した有機ＥＬ素子は、動作（発光）
か安定せず、劣化か激しいため実用性に欠けるという問
題かある。すなわち、有機ＥＬ素子の劣化は、動作時の
発熱に起因する。このような発熱の大きい領域は、素子
作製時に生した陽極と陰極の間の導電性の高い領域であ
る。さらに、このような領域はリーク電流を増加させる
要因ともなるのて、発光か不安定になっていた。したか
って、有ａＥＬ素子の実用化を図るためには。

このような領域の発生防止もしくは除去により、動作の
安定化および素子の初期劣化を抑えて高寿命化を図らね
ばならないという問題かある。

また、無機発光材料を用いたＥＬ素子にてエーシング工
程を製造工程に加える技術（例えば、特開昭５６−３０
２８８号）か提案されているか、この技術は、熱処理に
より素子に付着した吸着水分を除去することて素子の動
作を安定化させる技術である。

このため、この技術を有機ＥＬ素子に応用するする場合
には、有機ＥＬ素子全体に対して熱処理を行なわなけれ
ばならず、有機ＥＬ素子全体の劣化を誘発し、適用する
ことかてきなかった９本発明は、上記問題点にかんかみ
てなされたもので、動作の安定化を図れるとともに、初
期劣化の少ない有機ＥＬ素子の製造方法の提供を目的と
する。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の有機
ＥＬ素子の製造方法は、陽極と陰極の間に有機化合物か
らなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素
子の製造工程中に、順電圧もしくは逆電圧、または両電
圧の組合わせ波形からなる電圧を有機エレクトロルミネ
ッセンス素子に印加するエーシング工程を加えるように
してあり、また請求項２記載の有機ＥＬ素子は、陽極と
陰極の間に有機化合物からなる発光層を含む有機多層部
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造工程
中に、順電圧もしくは逆電圧、または両電圧の組合わせ
波形からなる電圧を有機エレクトロルミネッセンス素子
に印加するエージング工程を加えるようにしである。

以下１本発明の詳細な説明する。

本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法に、所定のエーシン
グ工程を加えたものである。

ここて、エージング工程以外の製造工程は、有機ＥＬ素
子の製造に用いられる製造工程てあれば特に制限されな
い、また、有機ＥＬ素子の製造工程は有ａＥＬ素子の層
構成によって異なってぐるものてあり（素子の層構成に
関しては、特願平１０６８：１８７号等参照）、例えば
、発光層以外に正孔柱入層や電子輸送層等を設ける場合
には、それに応した製造工程か必要となる。

以下、有機ＥＬ素子（陽極／有機多層部／陰極て構成）
の製造工程の一例を示すか、本発明はこれによって何ら
制限されるものてはなく、層構成に応して製造工程の一
部を省略したり、あるいは必要な製造工程を適宜追加す
ることかてきる。

Ｌ艶ｎ炙崖ユ程有機ＥＬ素子は、基板上に作成するのか好ましい。この
基板の材料については、特に制限はなく、従来より有機
ＥＬ素子に慣用されているもの１例えば、ガラス、透明
プラスチックあるいは、石英等を用いることかできる。

基板の厚さは用途に応し適宜選択される。また基板を用
いる場合には有ａＥＬ素子の製造工程の一部として基板
の洗浄工程を加えることか好ましい第一の電極の形成工程次いて、上記基板上に電極（ｉ＆ｉまたは陰極）を形成
する。

電極（陽極または陰極）の形成材料としては。

金、アルミニウム、インジウム、マクネシウム。

銅、銀等の金属、これらの金属の合金、混合物、特開昭
６３−２９５６９５号公報に開示されている合金、混合
物電極、あるいは、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド
；酸化インジウムと酸化スズの混合酸化物）　、　５ｎ
（ｌａ　（＃化第二スズ）　、　Ｚ、、０　　（酸化亜
鉛）等の透明電極材料等が用いられる。

この際、陽極には、仕事関数の大きい金属または電気伝
導性化合物を用いるのか好ましい。陰極には、仕事関数
の小さい金属または電気伝導性化合物を用いるのか好ま
しい。

これらの電極は、少なくとも一方を透明もしくは半透明
とすることか、発光の透過率を高める上て好ましい。電
極の厚さはＩｎｎ■〜ｌｕＬ■、特に２００ｎ■以下で
あることか透過率を高める観点からすると好ましい。

電極は、公知の方法、例えば、蒸着法やスパッタリンク
法によって形成される。

部の／　工程次に、上記のようにして形成した電極上に、有機多層部
を形成する。

有機多層部は少なくとも発光層を有し、この有機多層部
の構成態様としては、発光層／正孔注入層からなる場合
、電子輸送層／発光層からなる場合、電子輸送層／発光
層／正孔注入層からなる場合等が挙げられる。この有機
多層部の構成順序は電極により逆になってもよい。

発光層は、注入機能、輸送機能および発光機能を有する
。

ここて、注入機能とは、電界印加時に陽極または正孔注
入層より正孔を注入可能とする機能および陰極または電
子注入層より電子を注入可能とする機能をいう。

また、輸送機能とは、正孔及び電子を電界の力により移
動（輸送）させる機能をいう。

さらに、発光機能とは、正孔と電子の再結合の場を提供
し、発光させる機能をいう。

この場合、正孔注入性と電子注入性の能力に違いかあっ
てもよい。発光層の厚さは、５ｎｍ〜５鉢■の範囲内と
することか好ましい。

正孔注入層および電子注入層は、必ずしも設ける必要は
ないか、発光性能向上のため設けることか好ましい。

正孔注入層は、より低い電界て正孔を発光層に輸送する
材料て形成される。正孔の移動度は１０’−−１０’ｖ
／ｃｍの電場のもとて少なくとも１０−６ｃｍ２／ｖ−
ｓｅｃの正孔移動係数を有することか好ましい。

電子注入層は、より低い電界て電子を発光層に輸送する
材料て形成される。

発光層、正孔注入層および電子輸送層の形成方法として
は、蒸着法、スパッタリンク法、スピンコード法、キャ
スト法等があるか、均質かつ平滑て、しかもピンホール
のない膜を得るためには、蒸着法か好ましい。この蒸着
法を採用する場合その条件は、適宜選択される。

なお、上記有機多層部は、発光層のみの単層構造とする
こともてきる。

第二の　　（対　　極）の　　工程状に、上記て形成した有機多層部の上に対向電極を形成
する。

電極の形成材料、形成方法等については、上述した第一
の電極と同様である。この対向電極は上述した第一の電
極を陰極とした場合には陽極とする。逆に、上述した第
一の電極を陽極とした場合には陰極とする。

以上の工程を経て有機ＥＬ素子か作成される。

なお、上記各工程に３いて蒸着法を用いれば、蒸着法た
けて有機ＥＬ素子か作製するととかてき、設備面および
生産時間面より有利であるため好ましい。

ニージンク工程次に、上記製造工程を経て作製した有機ＥＬ素子の陽極
と陰極の間に電圧を印加してエージングを行なう。

エージングとは、一般に、素子か安定動作するようにな
るまて適当な負荷を適当時間印加することをいい１本発
明においては、電圧を印加してリーク電流を発生させる
領域を除去するとともに、素子内に貯った正孔や電子を
除去することをいう。これにより有機ＥＬ素子に、安定
動作を行なわせる。

エージングは、不活性気体（例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ
等）、不活性液体（例えば、フッ素化炭化水素（フロリ
ナート）等）あるいは大気中て行なう。

この場合、これらの気体は乾燥状態であることか好まし
く、さらに、これらの気体か流通していることか好まし
い。

電圧を印加してエーシングを行なう場合、印加電圧の波
形は如何なるものてあってもよく、特に制限されない。

例えば、印加電圧およびその波形として、直流電圧（第
１図（ａ））、交流電圧（同図（ｂ）ン、矩形電圧（同
図（ｃ））　、階段状の電圧（同図（ｄ））等か挙げら
れる。さらに、これらの波形の組合せ（波形関数の和や
積）によって得られる波形てあってもよい。

電圧の印加は、順電圧および逆電圧の双方の電圧か素子
に印加されるように行なうことか好ましく、さらに、順
電圧３よび逆電圧の電圧印加て一回のニージンクを構成
するものとし、このエージングの回数を一回以上とする
のか好ましい。この場合、例えば、第１図（ｅ）に示す
ように、エージングの回数毎に印加する電圧の大きさを
変えてエーシングな行なうことか好ましい。

ここて、順電圧とは、陽極か陰極に対し正の電圧である
場合をいい、逆電圧とは、陽極か陰極に対し負の電圧で
ある場合をいう。例えば、第２図に示すように、金属電
極１（陰極）／発光層２／正孔注入層３／ＩＴＯ電極４
（帽１て構成される有機ＥＬ素子において、順電圧とは
、陽極（ＩＴＯ電極）か陰極（金属電極）に対し正の電
圧である場合（第２図（ａ））をいい、逆電圧とは、陽
極（ＩＴＯ電極）か陰極（金属電極）に対し負の電圧で
ある場合（第２図（ｂ））をいう。

印加電圧の太ささとしては、電圧印加時に素子に１０’
ｖ／ｃ曹から１０’ｖ／ｃｓの電界かかかるような大き
さとすることか好ましい。また印加時間は一秒以上とす
ることか好ましい。

上記エーシング工程において、エージング時（電圧印加
時）に素子の電圧電流特性を測定することにより、素子
の品質検査および品質保証を行なうことも可能である。

すなわち、素子は、正電圧印加時にのみ発光し、逆電圧
印加時には発光しない。このニージンク時（電圧印加時
）に素子の電圧電流特性を測定すると、エーシング工程
により負電圧印加時の電流値か低下し、リーク電流成分
の低下および素子の安定化の程度を知ることかできるた
め、素子の安定駆動の指標とすることか可能となる。

また、上記エーシング工程は、バイポーラ電源によって
行なうことかてきるのて、真空槽等の製造ライン内に組
み込むことか容易であり、設備的な負担も少なくて済み
、かつ、エーシング工程に費す時間は短時間て足りるた
め生産時間（スループット）に与える影響も小さくて済
む。

［実施例］以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳細に説明する
。

実施例１２５１１＋１Ｘ　７５厘厘×１．１−麿のサイズのガラ
ス基板上にＩＴＯ電極を蒸着法にて　１００ｎ■の厚さ
て成膜したものを透明支持基板とした。この透明支持基
板を市販の蒸着装置ｆ（日本真空技術輛製）の基板ホル
ダに固定し、モリブテン製の抵抗加熱ボートにＮ、Ｎ′
−ジフェニル−Ｎ、Ｎ′−ビス＝（３−メチルフェニル
）−［１，１′−ビフェニルコー４．４′−シアミン（
ＴＰＤＡ）を２００層ｇ入れ、また違うモリブデン製の
抵抗加熱ボートに１，４−ビス（２，２−シー＋１−　
）−リルビニル）キシレン（ＤＴＶＸ）を２０口■ｇ入
れて、真空槽をＩｘ　１０−’Ｐａまて減圧した。

その後、ＴＰＤＡ入りの前記ボートを２１５〜２２０℃
まて加熱し、ＴＰＤＡを蒸着速度０．１〜０．３０■／
Ｓて透明支持基板上に蒸着して、膜厚７０ｎ−の正孔注
入層を成膜させた。このときの基板温度は室温てあった
。これを真空槽より取り出すことなく、正孔注入層の上
に、もう一つのボートよりＤＴＶＸを発光層として５０
ｎ＋＊積層蒸着した。蒸着条件はボート温度か２３５°
Ｃて蒸着速度か０．１〜０．２ｒｖ／ｓ　、基板温度は
室温であった。これを真空槽より取り出し、上記発光層
の上にステンレススチール製のマスクを設置し、再び基
板ホルダに固定した。

次に、モリブテン製の抵抗加熱ボートにマグネシウムリ
ボンＩｇを入れ、また違うモリブテン製の抵抗加熱ボー
トにインジウム５００■ｇを装着した。

その後、真空槽を２ｘ　１０−’Ｐａまて減圧してから
、インジウムを０．０３〜０．０８ｎ■／Ｓの蒸着速度
て、同時に抵抗加熱法によりもう一方のモリフテン製ボ
ートからマグネシウムを１．７〜２．８ｎ■／Ｓの蒸着
速度て蒸着し始めた。マグネシウム、インジウムのボー
ト温度はそれぞれ５００℃、　８（［℃程度てあった。

上記条件て、マグネシウムとインジウムの混合金属電極
を発光層の上に１５０ｎ園積層蒸着し対向電極とした。

大気中にて、この素子に、　ＩＴＯ電極を陽極、金属電
極を陰極として、直流電界をＯｖ／ａｍから７．７ｘ　
１０５ｖ／ｃ−まて３．８５ｘ　ＩＱ’　ｖ１ｃｍ間隔
て２秒ツツ印加し、電圧電流特性を測定しながら、エー
ジングを行なった。さらに、Ｏｖ／ｃｍから−７，７ｘ
　１０’　ｖ／ｃｍまて一：１．８５　Ｘ　１０’　ｖ
／ｃｍ間隔て２秒づつ印加し、同様に電圧電流特性を測
定しながら、エージングを行なった。

そして、この工程を再度繰り返した。第３図にそれぞれ
二回目、二回目の電圧電流特性を示す。

この測定から素子の駆動の安定化か図れたことか判った
。この後、直流電界６．９　Ｘ　１０’ｖ／ｃｍを１０
分間印加し、ニージンクを行なった。

以上の工程後、大気中にて、素子に直流電界７．７　ｘ
　１０’ｖ／ｃｍを印加して、フォトタイオートにて輝
度の低下の加速試験を行なった。その結果を第４図に示
す。

虫艶ｊ実施例と同時に積層作製した素子を、実施例のエージン
グ工程（電圧電流特性測定を伴なうもの）を行なわず、
大気中にて、直流電界６９×１（１’ｖ／ｃｍを１０分
間印加して、エージングを行なった。

その後、実施例と同様の条件下にて、輝度の低下の加速
試験を行なった。その結果を第４図に示す。

第４図から明らかなように、電界印加１時間後の輝度は
、実施例で初期輝度の８０％、比較例て初期輝度の５０
％てあり、本発明により素子の劣化を抑えることかてき
ることか判る。

［発明の効果］以上説明したように本発明の有１１ＥＬ素子の製造方法
によれば、エージング工程によりリーク電流を発生させ
る領域か除去され、また、素子内に貯った正孔や電子か
除去されるため、安定動作および初期劣化の少ない有機
ＥＬ素子の製造か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）はエージング工程における印加電
圧の波形の態様を示す図、第２図（ａ）および（ｂ）は
同しく順電圧および逆電圧の態様を示す図、第３図（ａ
）〜（ｄ）はそれぞれ−回目、二回目のエージング後の
電圧１４流特性を示すグラフ、第４図は輝度低下の加速
試験の結果を示すグラフである。第１図ａｌｂｌ（ＣＩ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）陽極と陰極の間に有機化合物からなる発光層を有
する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造工程中に
、順電圧もしくは逆電圧、または両電圧の組合わせ波形
からなる電圧を有機エレクトロルミネッセンス素子に印
加するエージング工程を加えたことを特徴とした有機エ
レクトロルミネッセンス素子の製造方法。
（２）陽極と陰極の間に有機化合物からなる発光層を含
む有機多層部を有する有機エレクトロルミネッセンス素
子の製造工程中に、順電圧もしくは逆電圧、または両電
圧の組合わせ波形からなる電圧を有機エレクトロルミネ
ッセンス素子に印加するエージング工程を加えたことを
特徴とした有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方
法。